O objetivo desse trabalho foi investigar os efeitos da quantidade de elementos manipulados na prática variada aleatória, após a prática constante, no processo adaptativo de aprendizagem motora. Participaram do estudo 66 crianças de ambos os gêneros e a tarefa foi de timing coincidente. Foram realizados três experimentos que diferiram no aspecto da tarefa manipulado na prática variada aleatória: velocidade do estímulo visual (experimento 1), padrão seqüencial de resposta (experimento 2) e velocidade do estímulo visual e padrão seqüencial de resposta conjuntamente (experimento 3). Em todos os experimentos, o delineamento envolveu duas quantidades de elementos: três e seis (experimentos 1 e 2); e, nove e trinta e seis (experimento 3). Fez parte do delineamento, também, duas fases de aprendizagem (estabilização e adaptação). As variáveis dependentes foram os erros absoluto, variável, constante e de execução. Os resultados dos três experimentos permitiram concluir que os efeitos das diferentes quantidades de variabilidade na prática aleatória, após a prática constante, no processo adaptativo de aprendizagem motora foram semelhantes / The objective of this work was to investigate the effect of the amount of elements manipulated in random practice, after the constant practice, in the adaptive process in motor learning. Participants were 66 children of both gender and the task was of coincident timing. Three experiments were carried out manipulating the task aspects in the random practice: visual stimulus speed (experiment 1); sequential response pattern (experiment 2); and visual stimulus speed and sequential response pattern simultaneously (experiment 3). In all experiments the design involved two amounts of elements manipulated in random practice: three and six (experiments 1 and 2), nine and thirty six (experiment 3). The design also involved two phases: stabilization and adaptation. The dependent variables were the absolute, variable, constant and execution error. The results of the three experiments allowed concluding that the effects of different quantities of variability in the random practice, after constant practice, in the adaptive process of motor learning were similar

Recentemente os efeitos de diferentes estruturas de prática na aquisição de hablidades motoras têm sido investigados sob um modelo de não-equilíbrio de aprendizagem motora denominado de Processo Adaptativo. Os achados dessas investigações têm se mostrado divergentes e, no presente trabalho, foram especulados em relação à especificidade da tarefa. A pergunta que se fez foi: os efeitos das práticas constante, aleatória, constante-aleatória e aleatória-constante na aquisição de habilidades motoras seriam específicos à tarefa? Sendo assim, esse trabalho teve como objetivo investigar os efeitos de diferentes estruturas de prática na aquisição de habilidades motoras em função da especificidade da tarefa. Foram realizados três experimentos nos quais as exigências de aprendizagem e a variabilidade de prática foram em termos de controle temporal, de força e espacial, respectivamente, experimentos 1, 2 e 3. Os três experimentos envolveram um delineamento com quatro grupos de prática (constante, aleatória, constante-eleatória e aleatória-contante) e de duas fases (estabilização e adaptação). Os participantes de cada experimento foram 60 crianças com idade média de 11 anos. Os resultados permitiram a conclusão de que houve complementaridade de especificidade/generalidade da tarefa nos efeitos da estruturação da prática no processo adaptativo em aprendizagem motora / Recently the effects of practice schedules on the acquisition of motor skills have been investigated under a non-equilibrium model for motor learning known as Adaptive Process. The findings of these investigations have been divergent, and on this dissertation they are speculated on the basis of task specificity. The question asked was: would the effects of constant, random, constant-random and random-constant practice schedules on motor skills acquisition be specific to the task? Thus, the purpouse of this study was to investigate the effects of different practice schedules on the acquisition of motor skills as a function of task specificity. This matter was investigated in three experiments in wich the learning demands and practice variability were in terms of time, force and spatial control, respectively, experiments 1, 2 and 3. The experimental design of the three experiments involved four practice groups (constant, random, constant-random, and random-constant) and two phases (stabilization and adaptation). Sixty children, with mean age of 11 years, participated of each experiment. The results suggest that there is a complementarity of specificity and generability of the effects of the different practice schedules on the adaptive process for the different tasks

Evidências na literatura apontam que com a prática de habilidades motoras com alta demanda cognitiva é adquirida uma representação mental. No entanto, freqüentemente observa-se que indivíduos com desempenho semelhante em uma mesma habilidade possuem distinta capacidade de adaptação, ou seja, apresentam desempenhos diferentes na execução da mesma habilidade em uma outra condição. A questão central deste estudo tem origem nesse aparente paradoxo: estruturas de representação mental de mesma natureza proverem capacidade de adaptação distinta. Há evidências na literatura de que o grau de liberdade de escolha do aprendiz pode afetar o processo de aquisição de habilidades motoras, sendo que um grau ótimo dessa liberdade proporcionaria a formação de uma representação mental que favorece a capacidade de adaptação. Assim, o objetivo do estudo foi investigar o efeito do grau de liberdade na escolha da resposta no processo adaptativo em aprendizagem motora. Foram realizados três experimentos, nos quais indivíduos que adquiriram uma representação mental, em três condições distintas de liberdade de escolha, foram testados em sua capacidade de adaptação a modificações da tarefa: perceptiva (EXPERIMENTO 1), efetora (EXPERIMENTO 2) e perceptivo-efetora (EXPERIMENTO 3). Participaram do estudo 139 voluntários com média de idade de 21 anos. Foi utilizada uma tarefa complexa de timing coincidente. Os resultados permitiram concluir que um alto grau de liberdade na escolha da resposta, durante a estabilização de uma habilidade motora, prejudica o processo de adaptação a uma modificação perceptivo-efetora da tarefa, havendo indicativo de que um grau médio é benéfico. Além disso, houve indícios de que o não fornecimento de liberdade de escolha prejudica a adaptação a uma modificação efetora da tarefa / Evidence on literature indicates that with the practice of a motor skill with high cognitive demand a mental representation is acquired. Nevertheless, it is frequently observed that individuals with similar performances in a skill have distinct adaptation capacity, e.g., they show different performances when executing the same skill in another condition. The main question of this study derives from this apparent paradox: mental representation structures of the same nature providing distinct adaptation capacity. There is evidence on literature that the learner?s degree of freedom of choice may affect the acquisition process of a motor skill, given that an optimal degree of that freedom would lead to the formation of a mental representation which favours the adaptation capacity. Thus, the purpouse of this study was to investigate the effect of the degree of freedom in response choice on adaptive process in motor learning. This matter was investigated in three experiments, in which individuals who acquired a mental representation in three distinct conditions of freedom in response choice were tested on their capacity to adapt to: perceptual (EXPERIMENT 1), motor (EXPERIMENT 2) and perceptual-motor (EXPERIMENT 3) task modifications. A hundred thrity-nine volunteers, with mean age of 21 years, took part in this study. A complex coincident timing task was used. The results allowed to conclude that a high degree of freedom in response choice, during the stabilization of a motor skill, impairs the adaptation process to a perceptual-motor modification of the task. Furthermore, the results suggest that a medium degree of freedom is beneficial to adapt to a perceptual-motor modification of the task and that not provinding freedom in response choice impairs the adaptation to a motor modification of the task

O objetivo desse estudo foi investigar os efeitos de diferentes estruturas de prática e freqüências de fornecimento de feedback na aprendizagem de habilidades motoras. Foram participantes 144 crianças entre 11 e 12 anos de idade. A tarefa foi o saque por cima do voleibol, executada com o objetivo de fazer com que a bola acertasse o centro de um alvo redondo localizado no lado oposto da quadra. As crianças foram distribuídas em oito grupos que resultaram da combinação das práticas constante, aleatória, constante-aleatória e aleatória-constante com as freqüências de fornecimento de feedback, 100% e 33%. O feedback utilizado foi o conhecimento de performance (CP), sendo que o mesmo foi baseado em uma lista de hierarquia de fornecimento de CP. O estudo envolveu duas fases experimentais: estabilização e adaptação, com a execução de 130 e 30 tentativas, respectivamente. Na fase de estabilização foi manipulada a variável independente ? tipo de prática e freqüência de CP ?, sendo que a prática aleatória foi manipulada em termos de diferentes regiões do saque. As variáveis dependentes referiram-se à pontuação relativa à meta do saque e ao padrão de movimento. Utilizou-se para análises intragrupo o teste de Friedman e para as análises entre grupos o teste Kruskal Wallis. Os resultados mostraram que não houve melhora no desempenho durante a fase de estabilização e que na fase de adaptação o desempenho de todos os grupos foi piorado. Sendo assim, os resultados não permitem concluir sobre os efeitos de diferentes estruturas de prática e freqüências de feedback extrínseco, uma vez que não foi observada a aprendizagem do saque por cima do voleibol / The purpose of this study was to investigate the effects of different practice schedules and different frequencies of external feedback in the motor skills learning. Participated in the study 144 children with ages between 11 and 12 years the took was the overhead serve of volleyball, which was performed with the objective of making the ball hit the center of a round target placed on the opposing court. The children were distributed in eight groups that resulted of the combination of the constant, random, constant-random, and random-constant practices schedules with the feedback frequencies of 100% and 33%. Knowledge of performance (KP) was used, and it was based on a hierarquy list of KP. The study involved two experimental phases: stabilization and adaptation, with 130 and 30 trials, respectively. In stabilization phase the independent variables ? practice schedule and KP frequency -, being that practice variability was in terms of different serving regions. Dependent variables were related to target accuracy and pattern of movement. The Friedman?s test was used for intragroup analyses and the Kruskal Wallis test for the comparisons between groups. The results showld that there isn?t improvement in the performance during the stabilization phase, and in the adaptation phase the performance of all groups was worsed. Therefore, the results not permit conclued about the effects of different practice schedules and KP frequencies, seen that was not observed the learning of the It was also observed the learning of the overhead serve in voleyball

A visão de processo adaptativo aplicada à aprendizagem pressupõe quebra da estabilidade, necessária para o aprendiz alcançar níveis superiores de complexidade. Dessa forma, instabilidade, incerteza, desordem e erro podem se constituir características positivas do processo. Considerando o CR como fonte de ordem/desordem, o presente trabalho teve o propósito de investigar quais regimes de freqüência (33%, 66% e 100%) e precisão (geral e específico) de CR favorecem o processo adaptativo na aquisição de uma habilidade motora conjugada de preensão manual com posicionamento linear. Cento e vinte adultos universitários de 18 a 39 anos (média de 25 e desvio padrão de 4,5 anos) foram alocados a seis grupos de 20 sujeitos (dez do sexo masculino e dez do sexo feminino). Na primeira fase do estudo (estabilização), os sujeitos executaram a tarefa com CR verbal, que versou apenas sobre a tentativa recém finalizada de modo a informar sobre o alcance de 20% da força máxima e 35 cm de deslocamento. O critério para encerramento dessa fase foi a execução de duas tentativas dentro de uma faixa de tolerância de erro. Na fase de adaptação, os sujeitos foram testados em 15 tentativas sem CR na mesma tarefa, porém com a perturbação ambiental de uma força de translação de aproximadamente 2 kgf, no sentido contrário do movimento. O equipamento desenvolvido e utilizado foi o Aparelho Eletromagnético de Posicionamento Linear com Dinamometria. As tentativas foram executadas com o membro superior não dominante e com oclusão visual. Da força aplicada no dinamômetro e do deslocamento do cursor originaram-se as medidas de erro: absoluto (EA), constante (EC) e variável (EV). Os resultados da fase de estabilização mostraram indicações de que CR freqüente e específico proporcionou melhor desempenho. Além disso, os grupos, em ambas as demandas (força e distância), reduziram o nível de erros de um ponto inicial a um ponto posterior no tempo com tendência exponencial, o que evidencia a ocorrência de aprendizagem da tarefa. Com base nos resultados da segunda fase, a adaptação à perturbação introduzida não se condicionou às manipulações de freqüência e precisão de CR da fase de estabilização. Os dados de ambas as demandas se ajustaram a um modelo caracterizado pela presença de variância substancial no momento inicial. Não obstante, houve heterogeneidade de resposta ao longo das tentativas na demanda de distância. Os resultados de ambas as demandas da tarefa evidenciaram tracking de baixo a moderado, ou seja, não houve estabilidade de desempenho dos sujeitos, o que implica em possibilidade muito reduzida para prever o desempenho de cada grupo e para cada sujeito. Uma quantidade muito reduzida de sujeitos apresentou não aleatoriedade de erros, reveladora de alguma tendência ou estratégia de desempenho consistente ao longo das tentativas. Pode-se concluir que não se faz necessário reduzir excessivamente a incerteza por intermédio de regimes de CR com muita freqüência e precisão. / Motor learning is a ciclic, dynamic and adaptive process, in which motor skills are stabilised and used in more complex situations. To understand motor skill acquisition as an adaptive process, it is necessary to break down the achieved stability in order to reach higher levels of complexity. Thus, instability, uncertainty, disorder, and error might act as positive features in this process. Considering KR as a source of order/disorder, this study aimed to investigate which frequency (33%, 66% e 100%) and precision (general and specific) KR schedules benefit the adaptive process in the acquisition of a linear positioning and manual force control combination motor task. A hundred and twenty undergraduate students ranging from 18 to 39 years (mean age = 25 yr., standard deviation = 4.5 yr.) were randomly assigned to six groups of 20 subjects each (ten male and ten female). In the first phase of the experiment (stabilisation), the subjects performed the motor task receiving verbal KR about the immediately finished trial that provided information about accomplishing the goal of 20% of the maximum force and 35 cm of displacement. The criterion to complete this phase was to perform two consecutive trials inside the error bandwidth. In the adaptation phase, 15 non-KR trials were performed on the same task, but with an environmental perturbation involving a traction force of about 2 kgf in the opposite direction of the movement. It was developed and used an apparatus enabling a linear positioning combined with a manual force control task. The subjects performed blindfolded and with the non-dominant hand. Absolute, constant, and variable errors measures were used to analyse the learning process. According to the stabilisation phase results, there were evidences that frequent and specific KR produced improvement of performance. The groups, on both task requirements (force and distance), reduced the level of errors from an initial to a posterior point in time with exponential trend, which is an evidence of learning occurrence. Results from the second phase indicated that the adaptation to the introduced perturbation was not related to KR frequency and precision provided in the stabilization phase. Data from both requirements fitted in a model with significant variance at the beginning. However, there was response heterogeneity throughout the trials in the distance requirement. Moreover, results revealed from low to moderate tracking, that is, subjects did not perform with stability, what reduces the probability to preview the performance of each group and each subject. A few amount of subjects exhibited absence of error randomness, which could express some performance trend, that is, a consistent strategy along trials. It can be concluded that it is not necessary to excessively diminish uncertainty by means of KR schedules with high frequency and precision.

Recentemente os efeitos de diferentes estruturas de prática na aprendizagem de habilidades motoras têm sido investigados sob um modelo de não-equilíbrio denominado Processo Adaptativo. Há indicativos de que, primeiramente, haja necessidade da prática constante para formar a estrutura da habilidade e, posteriormente, da prática aleatória para promover a sua diversificação. Entretanto, os estudos acerca da estruturação da prática incitam indagações relacionadas ao efeito da estrutura de prática que inclui alguma liberdade de escolha do aprendiz no processo adaptativo. Assim, o objetivo do estudo foi investigar os efeitos de diferentes estruturas de prática com liberdade de escolha na aprendizagem de habilidades motoras. Realizou-se um experimento que consistiu de duas fases: estabilização e adaptação. Na fase de estabilização, as 120 crianças participantes foram distribuídas em seis grupos formados pela associação entre as estruturas de prática constante e constante-aleatória e diferentes tipos de liberdade de escolha - da seqüência ou de alguns componentes para formar uma seqüência. Na fase de adaptação, os aprendizes foram testados em sua capacidade de se adaptar a uma modificação perceptivo-efetora da tarefa. Os resultados permitiram concluir que a estrutura de prática constante com liberdade na escolha de alguns componentes para formar a seqüência proporcionou melhor adaptação à nova tarefa / Recently the effects of practice schedules on motor skills learning have been investigated under a non-equilibrium model known as Adaptive Process. There are indicatives that, firstly, it has necessity of constant practice to form the skill?s structure and, later, of random practice to further its diversification. However, studies about practice schedules incite inquiries related with the effects of practice schedule that includes some freedom of choice of the learners in the adaptive process. Thus, the purpose of this study was to investigate the effects of different practice schedules with freedom of choice on learning of motor skills. It was carried out one experiment that consisted of two phases: stabilization and adaptation. In the stabilization phase 120 children were assigned into six groups formed by association between constant and constant-random practice schedules and different kinds of freedom of choice (sequence or components). In the adaptation phase, the learners were submitted to perceptual-motor task modification. The results allowed to conclude that constant practice schedule with freedom in the components choice provided better adaptation to the new task

O objetivo desse trabalho foi investigar os efeitos da estrutura de prática no processo adaptativo de aprendizagem motora em razão da complexidade da tarefa. Os participantes foram 160 crianças de ambos os gêneros e a tarefa foi de timing coincidente. No experimento 1, as crinaças executaram uma tarefa que consistiu tocar certos alvos de forma seqüencial em integração a um estímulo visual (tarefa simples) e, o experimento 2, uma tarefa com 6 toques (tarefa complexa). O delineamento dos dois experimentos constou de quatro grupos (prática constante, prática aleatória, prática constante-aleatória, e prática aleatória-constante) e de duas fases de aprendizagem (estabilização e adaptação) As variáveis dependentes foram os erros absoluto, variável e constante. Os resultados mostraram que a complexidade da tarefa afetou os efeitos da estruturação da prática no processo adaptativo de aprendizagem motora. Verificou-se que, para a aprendizagem da tarefa simples, a adaptação ocorreu com similar desempenho para os quatro grupos, enquanto que para a tarefa complexa, o desempenho foi pior para o grupo constante / The objective of this work was to investigate the effects of practice schedule in the adaptive process of motor learning in reason of task complexity. The participants were one hundred and sixty children of both gender and the task was of coincident timing. In the experiment 1 the children performed a task that consisted of touching four response keys sequentially in conjunction with a visual stimulus (simple task), and, the experiment 2, the task evolved six touches (complex task). The experimental design of both experiments consisted of four practice groups (constant, random, constant-random and random-constant) and two learning phases (stabilization and adaptation). Dependent variables were absolute, variable and constant errors. The results show that task complexity affected the effects of practice schedule in the adaptive process of motor learning. It was verified that for learning of simple task the adaptation occurred with similar performance for all groups, while the complex task occurred worse performance for constant group

Thesis (MScEng)--Stellenbosch University, 2011. / ENGLISH ABSTRACT: This thesis presents the development of a state estimation system for use in an Autonomous Airborne Refueling (AAR) operation through the simulated implementation of GPS, monocular and stereoscopic vision, inertial measurement sensors and boom parameter measurement in combination with the Extended Kalman Filter (EKF) and Unscented Kalman Filter (UKF). A set of functional criteria for the estimation system was developed through an analysis of the control system input requirements and associated constraints. The estimation system is further developed by integrating the sensor configurations into the estimation algorithm structures through the derivation of the applicable mathematical models. Final sensor configurations are set based on a sensitivity analysis in which the effect of parameters such as sensor noise, placement and quantity are related to the accuracy with which the states are estimated. Uncertainty in the process noise, which is typically approximated, is overcome by adding an adaptive element to the estimation algorithms in which the current process noise is estimated allowing compensation for unmodeled process noise uncertainty. Finally twelve practical sensor configurations are established utilising unique combinations of the five sensors. Each configuration is simulated using both estimation algorithms after which all results are evaluated with respect to one another as well as to the minimum state accuracy criteria. Conclusions are presented based on the evaluation of the results followed by recommendation for future development. / AFRIKAANSE OPSOMMINGS: Die ontwikkeling van ’n toestandafskattingstelsel, spesifiek toegepas op outonome brandstofhervulling, word voorgelê in hierdie tesis. Hierdie ontwikkeling behels die implementering van GPS, monukulêre- en stereo-visie sensors, inersiële sensor eenhede en verbindingsarmsensors wat gebruik word in ’n Uitgebruide Kalman Filter (Extended Kalman Filter) en Geurlose Kalman Filter (Unscented Kalman Filter). ’n Volledige ontleding van die beheerstelsel se toevoervereistes en geassosieerde beperkings is gebruik om ’n stel beoordelingsmaatstawwe vir die toestandafskatting-stelsel te bepaal. Die stelsel is verder ontwikkel deur verskillende sensorkonfigurasies met die afskattingsalgoritmes te kombineer deur die afleiding van toepaslike wiskundinge modelle. Hierdie konfigurasies is verfyn deur ’n sensitiwiteitsanalise, waar die verwantskap tussen die effekte van sensorruis, sensorligging, hoeveelheid sensors ondersoek is met betrekking tot afskattingsakkuraatheid. Onsekerheid in die stelsel se prosesruis is deur ’n aanpassings substelsel hanteer, wat kompensasie vir ongemodeleerde onsekerheid moontlik maak. Twaalf praktiese sensorkonfigurasies is opgestel vanuit unieke kombinasies van die vyf sensore behartig in die projek. Hierdie konfigurasies is deur beide afskattingsalgoritmes gebruik om sodoende die akkuraatheid van die konfigurasies asook die afskattingsalgoritmes te evalueer met betrekking tot mekaar en aan die hand van die beoordelingsmaatstawwe vir die beheerstelsel. Die tesis is afgesluit deur gevolgtrekkings asook aanbevelings vir toekomstige navorsing.

O objetivo desse estudo foi investigar os efeitos de diferentes estruturas de prática no processo adaptativo da aprendizagem de uma tarefa de timing coincidente em função da idade. Crianças (n=40), adultos (n=47) e idosos (n=57) foram distribuídos em grupos de prática constante, aleatória, constante-aleatória e aleatória-constante. A tarefa consistiu em tocar certos alvos de forma seqüencial em integração a um estímulo visual. O delineamento envolveu duas fases de aprendizagem: estabilização e adaptação. Os dados foram analisados em relação aos erros absoluto, variável, constante e de execução. Os resultados mostraram que o processo adaptativo na aprendizagem de crianças, adultos e idosos de uma tarefa de timing coincidente foi beneficiado pela prática constante-aleatória / The objective of this study was to investigate the effects of different practice schedule on the adaptive process of the coincident timing task learning in function of age. Children (n=40), adults (n=47) and elderly (n=57) were distributed in constant, random, constant-random and random-constant practices group. The task consisted of touching response keys sequentially in conjunction with a visual stimulus. The experimental design involved two learning phases: stabilization and adaptation. The data were analyzed in terms of absolute, variable, constant and execution errors. The results showed that adaptive process in the learning of children, adults and elderly of a coincident timing task was beneficed by constant-random practice

O objetivo desse estudo foi investigar o efeito de diferentes estruturas de prática no processo adaptativo de aprendizagem motora em função da validade ecológica da situação experimental. Participaram do estudo 104 crianças distribuídas em oito grupos experimentais (2 níveis de validade ecológica x 4 estruturas de prática). A tarefa foi rebater uma bola de tênis de mesa lançada por um equipamento ou pelo experimentador, com o objetivo de acertar um alvo localizado do lado oposto da mesa. O estudo envolveu duas fases: estabilização e adaptação. O desempenho foi analisado por meio da somatória e do coeficiente de variação dos pontos alcançados em blocos de dez tentativas. Os resultados mostraram que os efeitos das práticas constante, aleatória, constante-aleatória e aleatória-constante no processo adaptativo de aprendizagem motora foram similares em ambos os níveis de validade ecológica manipulados. Mas, diferente do verificado em situação de laboratório, a prática constante foi a estrutura menos efetiva no processo adaptativo de aprendizagem motora em ambas as situações experimentais / The aim of this study was to investigate the effect of different practice schedules in the adaptive process of motor learning in relation to the experimental situations ecological validity. 104 children participated distributed in eight experimental groups (2 levels of ecological validity x 4 practice schedules). The task was to hit a table tennis ball thrown by equipment or experimenter, aiming to hit a target located on the opposite side of the table. The study comprised two phases: stabilization and adaptation. Performance was analyzed through the summation and variation coefficient of the points reached in ten trial blocks. Results showed that the effects of constant, random, constant-random and random-constant practice on adaptive process of motor learning were similar for both levels of ecological validity. But, different from what was observed on laboratory situations, constant practice was the less effective on adaptive process of motor learning in both experimental situations