VL VL BewegungswissenschaftBewegungswissenschaft

8. Motor Control: Neue Theorien

MC: NeuesMC: Neues ThemenThemen

• Paradigmenwechsel• Kritik an etablierten Systemen• Ökologische /

Selbstorganisations-Ansätze• Die „motor-action“ – Kontroverse • Praktische Konsequenzen

MC: NeuesMC: Neues Paradigmen nach KuhnParadigmen nach Kuhn

T.S. Kuhn:„The Structure of Scientific Revolutions“, 1962 Wissenschaft schreitet in

Paradigmenwechseln voran! Paradigma = Betrachtungsweise,

Musterbeispiel PW nicht rational erklärbar, sondern eher

wissenschaftssoziologisch Wissenschaft ist nicht die reine Suche nach

der reinen Wahrheit!

MC: NeuesMC: Neues Phasen der Wissenschaft nach KuhnPhasen der Wissenschaft nach Kuhn

Pre-science: Feld wird eher orientierungslos erforscht; Paradigmen werden importiert

Normal science:Konsens über die Art, Probleme zu betrachten; breite empirische Aktivitäten

Paradigm crisis:Widersprüche werden entdeckt, mit ad-hoc Revisionen zunächst erklärt oder ignoriert

Revolutionary science:Etablierung eines alternativen Paradigmas in harter Auseinandersetzung mit normal science

MC: NeuesMC: Neues Phasen der Wissenschaft nach KuhnPhasen der Wissenschaft nach Kuhn

Pre-SciencePre-Science

adadhochoc

Ign.Ign. Alt.Alt.

RevolutionaryRevolutionaryScienceScience

NormalNormalScienceScience

MC: NeuesMC: Neues Paradigmen in der PsychologieParadigmen in der Psychologie

• „Seelenpsychologie“, Wundt, 19. Jhdt.• Tiefenpsychologie, Freud, Anfang 20.

Jhdt.• Behaviorismus, Skinner, bis 2. WK• Kognitionspsychologie, bis 80er• Systemtheorie

Komplexität, Dynamik Umwelteinbindung Selbstorganisationsphänomene

MC: NeuesMC: Neues Paradigmen in der MotorikParadigmen in der Motorik

Publikationen

0

5

10

15

20

25

67 70 73 76 79 82 85 88 91

Anza

hl

closed loop GMP Syst. Dyn.

Systemdynamische AnsätzeSystemdynamische Ansätze

MC: NeuesMC: Neues Dynamische SystemeDynamische Systeme

• Wissenschaftszweig zum Studium komplexer Systeme (Motorik)

• Ursprung Physik, dann aber in Medizin, Biologie, Wirtschaft, Soziologie, Psychologie, Sport

• System: abgrenzbare Elemente + deren Relationen untereinander

• Dynamisch: Veränderung in der Zeit

MC: NeuesMC: Neues BegriffeBegriffe

Zustandsraum:alle möglichen Zustände des Systems definiert durch die Zustände der Teilsysteme

Systemdynamik:Bewegung des Systems durch den Zustandsraum in der Zeit

Attraktor:Stabiler Zustand, auf den sich die Systemdynamik hin bewegt

MC: NeuesMC: Neues Beispiel: PendelBeispiel: Pendel

00

00

vv

AngetriebenesAngetriebenesPendelPendel

00

00

vv

GedämpftesGedämpftesPendelPendel

MC: NeuesMC: Neues SelbstorganisationSelbstorganisation

Selbstorganisation:Einnahme eines Attraktors durch interne Wechselwirkungen im System

Ohne Antrieb:nicht etwa durch Steuerung von außen oder durch Kontrolle durch ein Zentrum

Bewegungen werden als Selbstorganisationsprozesse der Motorik

interpretiert!!!

MC: NeuesMC: Neues Merkmale dynamischer SystemeMerkmale dynamischer Systeme

• Hysterese• Kritische Fluktuationen• Kritisches Slowing-down

MC: NeuesMC: Neues

Fluktuationen

Kontrollparameter

Ordnungs-zustände Hysterese

ZustandsdynamikZustandsdynamik

Das „Kelso-Experiment“Das „Kelso-Experiment“

MC: NeuesMC: Neues

Frequenz

0°

180°

Zustandsdynamik KelsoZustandsdynamik Kelso

Beispiel GolfBeispiel Golf

MC: NeuesMC: Neues

Entfernung zur Fahne [m]

Chip

Pitch

Drive

5 10030 55

Zustandsdynamik GolfZustandsdynamik Golf

MC: NeuesMC: Neues Kritische FluktuationenKritische Fluktuationen

OperationalisierungOperationalisierungFluktuationen:Fluktuationen:Laufende Standard-Laufende Standard-abweichungen der abweichungen der AbschwungzeitAbschwungzeitvon vier aufeinandervon vier aufeinanderfolgenden Schwüngenfolgenden Schwüngen

Entfernung zur Fahne

1009080706050403020100

Flukt

uati

onen

ChipChip

PitchPitch

VollerVollerSchlagSchlag

ÜbergängeÜbergänge

AttraktorenAttraktoren

The motor-action-controversyThe motor-action-controversy

MC: NeuesMC: Neues Motor-Action-KontroverseMotor-Action-Kontroverse

BewegungsgestalterBefehlsempfänger

Rolle der Muskulatur

Emergentprogrammiert

Bewegungsverlauf

Koordinationsmuster, selbstorganisierend

GMPs, zentral gespeichert

Bewegungsmuster

Bottom-Up, heterarchischTop-Down Hierarchisch

Bewegungskontrolle

Ökologische EinheitMensch-Maschine

Grundannahme

System-TheorienProgramm-Theorien

Praktische KonsequenzenPraktische Konsequenzen

MC: NeuesMC: Neues UnterschiedeUnterschiede

FluktuationFehler

Variabilität

AuslöserStörgröße

Umwelt

Dynamisches SystemComputer

Motorik

autonompassiv

Rolle des Schülers

ArrangeurProgrammierer

Rolle des Lehrers

System-TheorienProgramm-Theorien