Componentes y Funcionamiento de los Sistemas de Control: Aplicación al Movimiento Humano

Estructura Genérica de un Sistema de Control

Un proceso controlado es un proceso básico que tiene como objetivo transformar una entrada para que la salida sea la deseada, a pesar de la presencia de perturbaciones. Para lograr esto, se compone de varios elementos clave:

Componentes Principales

• Actuadores (Activadores): Proporcionan al proceso de control la entrada de la variable que se manipula. Son esenciales para influir en el proceso.
• Comparador: Compara una señal de referencia (un modelo establecido) con una señal medida, calculando la diferencia entre ambas. Esta función es la base del feedback negativo. Puede ser un componente físico o conceptual. Por ejemplo, en el caso de un jugador de baloncesto con una lesión, el comparador serían los médicos que evalúan la gravedad y determinan si puede jugar o no. Otro ejemplo sería el entrenador, que actúa como comparador durante el entrenamiento.
• Controlador: Su función principal es anular los errores detectados por el comparador.

El Rol del Feedback

El comparador es fundamental para proporcionar feedback. El feedback cumple tres funciones críticas:

1. Detecta e informa a los centros superiores sobre el efecto producido.
2. Compara el efecto real con un efecto óptimo deseado (patrón).
3. Modula la función del sistema, basándose en la diferencia detectada, para mantener constante el efecto deseado.

El feedback se clasifica en dos tipos:

• Feedback Positivo: Tiende a desestabilizar la respuesta del sistema.
• Feedback Negativo: Estabiliza el sistema, corrigiendo las desviaciones.

Aplicación al Sistema Motor Humano

Un controlador o compensador, en el contexto del movimiento humano, es un sistema de control que utiliza el error (la diferencia entre el movimiento deseado y el real) para corregir la salida. Este error retroalimenta al controlador, cuya misión es disminuir las desviaciones. Regula la entrada para que la respuesta del sistema (el movimiento) sea la deseada.

Podemos entenderlo con el siguiente esquema:

Ser humano --(Entrada)--> Internas --(Activación)--> Movimiento

Elementos en el Contexto del Movimiento

• Planta: Representa el aparato locomotor y las cargas externas. Es crucial analizar el comportamiento de la planta (cómo se mueve un individuo en diferentes entornos, como agua, aire, etc.) para controlar y optimizar el rendimiento.
• Sensores: Los sistemas propioceptivo, vestibular y visual asisten al funcionamiento de controladores y actuadores. Proporcionan información sobre las fuerzas y momentos de fuerza, así como sobre las condiciones del entorno.
• Transductor Retroalimentado: En los sistemas biológicos, los componentes intermedios (comparador, controlador y actuadores) se agrupan en lo que se conoce como transductor retroalimentado.

Observaciones Clave sobre el Feedback

• La información del feedback permite detectar e informar a los centros de comando (el Sistema Nervioso Central (SNC) en el caso del ser humano) sobre el efecto logrado.
• Permite comparar este efecto con un efecto óptimo deseado.
• Según la diferencia, modula la información del sistema para mantener constante el efecto.