Оцінка точності комп’ютерного моделювання окуло-моторної системи на основі моделей Вольтерри

Анотація

Інтегральні нелінійні моделі використовуються для створення математичних моделей окуло-моторної системи (ОМС) людини. Моделі враховують як інерційні, так і нелінійні властивості об’єктів досліджень. Для отримання емпіричних даних для побудови моделі здійснюються експериментальні дослідження з ОМС «вхід-вихід». В якості тестових сигналів використовуються візуальні стимули, які відображаються на моніторі комп’ютера на різних відстанях від стартової позиції, що формально відповідає дії на об’єкт дослідження ступінчатих сигналів з різною амплітудою. При цьому відгуки ОМС реєструються із застосуванням інноваційної технології айтрекінгу. Для комп’ютерного моделювання ОМС використовуються математичні моделі у вигляді рядів і поліномів Вольтерри. Мета даного дослідження полягає в аналізі точності ідентифікації ОМС у вигляді багатовимірних перехідних функцій на основі даних айтрекінгу, залежності похибок їх обчислення для моделей різних порядків від амплітуд використовуваних тестових сигналів та їх кількості. Предметом дослідження є різні методи ідентифікації ОМС, алгоритми і програмні засоби на Python обчислення динамічних характеристик ОМС із застосуванням технології айтрекінгу. Досліджуються методи ідентифікації: компенсаційний, апроксимаційний та метод найменших квадратів. Отримані оцінки точності моделей ОМС лінійної, квадратичної та кубічної. Найкращими за точністю моделями, що побудовані за даними реальних експериментів, виявляються квадратична або кубічна моделі ОМС , які отримані за допомогою метода МНК при використанні трьох тестових сигналів.