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Journal article

On-Line Control of Rapid Aiming Movements: Unexpected Target Perturbations and Movement Kinematics

Abstract

Two experiments were conducted to assess the use of on-line visual information during rapid goal-directed aiming movements. In both experiments, participants were required to complete a discrete aiming movement to a single target on a graphics tablet. In Experiment 1, during 76% of the experimental trials, the target width remained constant throughout the movement. The remaining 24% of the trials were evenly divided between two target perturbations in which the width of the target unexpectedly increased or decreased in size upon movement initiation. During Experiment 2, the spatial location of the single target was perturbed to a new location closer to, or further away from the original target position. The proportion of perturbation trials remained constant across experiments. The results indicated that peak velocity was determined prior to movement initiation in order to meet the speed-accuracy demands of the original target width or movement amplitude. In contrast, during deceleration, participants modified their movement trajectories to account for a perturbation in target width or movement amplitude. These data suggest that on-line monitoring of visual information can be used to modify the latter half of a movement trajectory. La question à savoir comment les mouvements de visée sont contrôlés suscite une certaine controverse depuis la publication des études primordiales de Woodworth (1899). En général, deux théories, soit celle de la planification et celle de la rétroaction, ont été appliquées au contrôle de ce type de mouvement. Les théories du contrôle central et du contrôle planifié du mouvement supposent qu’une fois le mouvement amorcé, son exécution se fait suivant le plan central esquissé durant l’organisation du mouvement et s’achève sans l’aide des sources périphériques de rétroaction afférente (p. ex. Plamondon, 1995a). Par opposition, les modèles fondés sur la rétroaction, comme ceux que proposait Woodworth, supposent que les mouvement dirigés simples se composent d’une combinaison de processus centraux et rétroactifs. Plus précisément, une impulsion initiale est programmée avant que le mouvement ne commence à rapprocher l’effecteur terminal de la cible. Le contrôle de l’influx est évoqué pour corriger les erreurs dans la trajectoire initiale du mouvement si la rétroaction produite par la réponse indique une erreur dans la visée de départ. Le but de cette recherche était d’évaluer les théories susmentionnées du contrôle du mouvement et de déterminer l’importance relative de la planification préalable et de l’utilisation en direct de rétroaction afférente. Les deux expériences consistaient à créer une situation où de nouvelles données visuelles concernant le but du mouvement (c.-à-d. la cible) étaient présentées au sujet une fois le mouvement amorcé. Les sujets devaient exécuter des mouvements discrets de visée d’une cible unique au moyen d’une tablette graphique reliée à un dispositif de visée virtuelle (voir la figure 1). Au cours de la première expérience, une perturbation consistant en un changement imprévu de la largeur de la cible se produisait; lors de la deuxième expérience, il s’agissait d’un changement dans l’amplitude du mouvement. L’hypothèse posée est que, si les mouvements de visée sont entièrement planifiés à l’avance, sans mises à jour basées sur la rétroaction, le fait de modifier la largeur de la cible ou l’amplitude du mouvement devrait avoir peu d’effet sur la cinématique de la trajectoire du mouvement. Par ailleurs, les modèles fondés sur l’importance de la rétroaction visuelle en direct prédisent que la mécanique du mouvement serait influencée par les nouveaux paramètres de visée. De façon générale, les résultats de l’étude démontrent que, même si la vitesse de pointe est déterminée avant l’amorce du mouvement, pour permettre de produire la vitesse et la précision exigées par la largeur initiale de la cible ou l’amplitude initiale du mouvement, c’est durant la décélération que les sujets modifient la trajectoire du mouvement pour s’ajuster aux nouveaux paramètres de visée. Ces données laissent croire que la surveillance d’information visuelle en direct permet de modifier la deuxième moitié de la trajectoire d’un mouvement.

Authors

HEATH M; HODGES NJ; CHUA R; ELLIOTT D

Journal

Canadian Journal of Experimental Psychology/Revue canadienne de psychologie expérimentale, Vol. 52, No. 4, pp. 163–173

Publisher

American Psychological Association (APA)

Publication Date

December 1, 1998

DOI

10.1037/h0087289

ISSN

1196-1961

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