7、成人对生物运动的视觉感知与动作理解

成人对生物运动的视觉感知与动作理解

在日常生活中，我们常常能迅速识别他人的动作，如跑步、跳跃等。这背后涉及到复杂的视觉处理和运动控制机制。本文将深入探讨不同层次的视觉处理和运动控制对我们感知人类和机器人产生的生物运动的影响。

1. 视觉处理层次与生物运动感知

人类视觉对他人运动模式高度敏感。当我们看到他人的动作时，不仅仅是看到手、臂、脚和腿等部位的独立运动，还能快速准确地将许多运动模式识别为有意义的动作。Gunnar Johansson通过点光技术创建人类动作的点光显示（PLDs），为研究人类动作感知的敏感性提供了有效方法。

视觉处理可分为高层次的语义处理和低层次的局部处理。高层次语义处理基于全局特征，涉及动作原型的理解；低层次局部处理则基于运动学特征，关注PLDs中各点的具体运动参数。

这两个层次的处理相互作用，同时我们自身的运动模式也会影响对生物运动的视觉感知。例如，人类运动控制的许多特征，如Fitts定律、最小 jerk 和幂律，可被视为生物运动的标志，若在PLD或类人机器人中违反这些定律，会改变我们对生物运动的感知。

2. 动作分类与生物运动：原型与分级结构

能够对人类动作进行分类是一项基本的认知功能。我们不仅能识别物体，还能将各种运动模式识别为特定的动作，如跑步、行走等。动作类别的结构与物体类别相似，具有原型和分级（径向）结构。

为验证动作类别的分级结构，进行了两个实验。在第一个实验中，24名以瑞典语为母语的学生对四个动作类别（踢、跑、扔、挥手）中每个类别的五个不同动作示例的典型性进行判断。结果显示，踢和跑的五个示例之间存在显著的三层差异，而扔和挥手只有两层差异。这表明在有限的领域和数量