home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1993 #1 / NN_1993_1.iso / spool / bit / listserv / csgl / 2111 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1993-01-11  |  5.4 KB  |  108 lines

  1. Comments: Gated by NETNEWS@AUVM.AMERICAN.EDU
  2. Path: sparky!uunet!paladin.american.edu!auvm!BEN.DCIEM.DND.CA!MMT
  3. Return-Path: <@VMD.CSO.UIUC.EDU:mmt@ben.dciem.dnd.ca>
  4. Message-ID: <9301111740.AA16645@chroma.dciem.dnd.ca>
  5. Newsgroups: bit.listserv.csg-l
  6. Date:         Mon, 11 Jan 1993 12:40:14 EST
  7. Sender:       "Control Systems Group Network (CSGnet)" <CSG-L@UIUCVMD.BITNET>
  8. From:         mmt@BEN.DCIEM.DND.CA
  9. Subject: Re: noise in model fitting
  10. Lines: 96
  11.  
  12. [Martin Taylor 9210111 1210]
  13. (Bill Powers 930108.0800) replying to Greg Williams
  14.  
  15. >>... maybe your model is already "noise"-limited. If so, then
  16. >>adding a noise term should improve prediction of cursor
  17. >>position IN A STATISTICAL SENSE, AVERAGED OVER MANY RUNS.
  18. >
  19. >No, it will make the fit worse. You will never do better with a
  20. >noisy model than with a noiseless one. Noise adds in quadrature.
  21.  
  22. Here is a transcription (I think it is out of copyright, since C.B.Gibbs
  23. died over 20 years ago) of an article from Nature, May 6 1961, vol 190, p540.
  24.  
  25. ----------------------------
  26. Function of Limb Tremor
  27. C.B.Gibbs
  28.  
  29. The collaboration of biologists and engineers has led to a hypothesis
  30. concerning the biological function of limb tremor in the frequency range
  31. of 6-15 c./sec.
  32.  
  33. A target spot of light on a cathode ray tube was moved along a horizontal
  34. line into different positions at 1-sec intervals.  An operator was given
  35. the task of moving a joystick which controlled the movement of a 'follower'
  36. spot of light on the cathode ray tube, in the manner required to bring
  37. the 'follower spot' into line with the target spot as quickly and
  38. accurately as possible.  The manually controlled servo-mechanism was a
  39. high-gain positional system with no delays in time between control and
  40. display movements.
  41.  
  42. Records of the target and joystick movements were taken on a high-speed
  43. pen recorder.  Backlash in the system set an arbitrary lower limit to the
  44. amplitude of limb movements which were recorded.  Some observations
  45. incidental to the main experiment are reported here.
  46.  
  47. The records of six experimental subjects were analysed for evidence of a
  48. relationship between the limb tremor recorded in the range of 6-15c./sec. and
  49. three different states of the subject's 'controlling' limb: (a) at rest;
  50. (b) while making gross rapid movements of primary adjusment; (c) while
  51. making the fine movements of secondary adjustment.  It was found that
  52. 80 per cent of all tremor, of amplitude exceeding the measurement threshold,
  53. appeared while making the movements of precise secondary adjustment
  54.  
  55. The finding reported agrees with much previous information (Milsum, J.H.,
  56. Nature 187, 297, 1960); but a new hypothesis has been formulated concerning
  57. the function of the type of tremor described
  58.  
  59. Mechanical servo-systems have been designed to maintain small oscillations
  60. of medium frequency, that is, the servo 'dither' effect because this 'dither'
  61. takes up backlash in the system and minimizes the breakout forces required
  62. to overcome frictional resistances when movements are initiated.  Peripheral
  63. mechanisms for controlling the movement of body limbs (for example, muscle
  64. spindles, annulo-spiral nerve-endings and associated loops) bear close
  65. analogy to such mechanical servo-systems (Eldred, E., Ganit, R., and
  66. Merton, P.A., J. Physiol., 122, 3, 498, 1953), and it is suggested that
  67. limb tremor provides the same advantages as 'servo dither.'  The fact that
  68. tremor was most marked in the phase of the experiment which necessitated
  69. the greatest precision of movement lends support to the hypothesis presented.
  70.  
  71. The functional analogies which have been suggested between limb tremor and
  72. servo dither may be applicable to such similar fine tremor of the eyes and
  73. of the head in visual and auditory localization.
  74.  
  75. -------------------------------------
  76.  
  77. Two points: (1) I think Gibbs has an important observation, but has the
  78. wrong explanation.  He attributes the tremor to backlash on the output
  79. side, which would be due to static friction, whereas I think that most of
  80. our joints are pretty fluid and reasonably free of that kind of problem
  81. (except in the case of muscular stiffness, which I believe is caused by
  82. the sticking together and tearing apart of muscle fibres).  A more likely
  83. explanation is to be found at the perceptual input, in the general
  84. phenomenon that there is a perceptual dead zone around zero magnitude (the
  85. effect is found in many perceptual dimensions, the reason can be found in
  86. information theory, I think--See Taylor, Forbes and Creelman, J. Acoustical
  87. Soc Amer, 1983, 74, 1367-1374).
  88.  
  89. (2) If a model did not account for the phase as well as the amplitude
  90. and frequency of this tremor, it would act like noise in the analysis.
  91. But averaging over an integer number of cycles would help the prediction
  92. of a model that ignored the tremor and worked on the basis that the
  93. perceptual function was linear through the zero point.
  94.  
  95. ---------------
  96.  
  97. I am aware that the standard PCT model does not posit zero as a likely
  98. reference for a perception, and that the actual dead zone of the raw
  99. sensation is not at the level of the perception.  But the effect seems
  100. to be as valid for differences as it is for raw percepts, and I suspect
  101. it speaks to the kind of modified model Bill was talking about before
  102. Xmas, in which expectation models form part of the loop, perhaps being
  103. subtracted from incoming perceptions.  This kind of extended model
  104. seems to be consistent with Gibbs' finding, as well as with all the
  105. things that led to the earlier discussions.
  106.  
  107. Martin
  108.