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Prédiction de lévolution future
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La prédiction prospective est essentielle pour surmonter les retards de traitement neuronal (~ 100 à 200 ms chez l'homme). Sans prédiction, un système de contrôle avec un retard important est instable. Le système nerveux central maintient des modèles internes de la dynamique du corps et de lenvironnement qui permettent de prédire les conséquences des actions avant larrivée du feedback sensoriel.
Le modèle d'état linéaire (F·x_k) décrit comment l'état du monde devrait évoluer. L'erreur de prédiction augmente avec le temps : la covariance P(t) augmente indéfiniment si elle n'est pas corrigée par de nouvelles observations. L'horizon de prédiction utile t_div est le temps après lequel l'incertitude augmente tellement que la prédiction perd de sa valeur.
La prédiction de trajectoire d'un projectile (parabolique) est un calcul que les vertébrés doivent effectuer pour attraper des objets en vol (grenouilles attrapant des mouches, joueurs de baseball). Les expériences suggèrent que les organismes prédisent le point d'interception plutôt que de suivre continuellement la trajectoire, ce qui est cohérent avec le modèle cinématique qui intègre la gravité comme principe préalable.
Le principe de copie de choc (corollaire de choc, von Holst) : chaque commande motrice génère simultanément une prédiction de ses conséquences sensorielles (_reaf = M·u). Le signal sensoriel réel est comparé à la prédiction : s'ils correspondent, le mouvement était attendu et est supprimé (expliquant pourquoi nous ne nous chatouillons pas). S'ils ne correspondent pas (e_unexpected 0), quelque chose d'inattendu s'est produit dans l'environnement.
Le contrôle prédictif basé sur un modèle (MPC) est le paradigme de contrôle optimal qui optimise une fonction de coût sur un horizon futur N. Il permet d'anticiper les contraintes (obstacles, limites de force) et de planifier des trajectoires fluides. Le cervelet implémente le composant de modèle avancé et le cortex préfrontal implémente le composant de planification à long terme du MPC.
ID:('ky', 584)
Palos Verdes, Costa de Corral, Chile