کنترل حلقهٔ باز

'برنامهٔ حرکتي' بر مبناى نوعى مکانيزم کنترل بنا شده که از از جهانى مخالف دستگاه کنترل حلقه بسته است. اين روش کنترل حرکتى به نام کنترل حلقه باز معروف است. از موارد مهم در نظريهٔ برنامهٔ حرکتى عبارتند از:

کنترل حلقهٔ باز

شکل زير نمونه‌اى از سيستم 'کنترل حلقه باز' است. اين سيستم اساساً داراى دو بخش است: يکى سطح تصميم‌گيرى و ديگرى سطح عمل يا اجراءکننده. توجه داشته باشيد که ساختار حلقه باز داراى دو ويژگى مورد استفاده در کنترل حلقه بسته است. اما آنچه در اينجا وجود دارد مکانيزم‌هاى بازخورد و تطبيق‌کننده است تا بتواند خطاها و اشتباهات سيستم را تعيين و مشخص مى‌کند. سستم با اطلاعات داده شده به بخش تصميم‌گيرى آغاز مى‌شود، وظيفهٔ اين بخش آن است که نوع عمل را تعيين مى‌کند. اين بخش دستورات خود را به سطح اجراءکننده مى‌فرستد که مسؤوليت انجام آنها را به‌عهده دارد. موقعى که حرکات به‌طور کامل اجراء شدند، کار اين سيستم تا زمانى که بخش تصميم‌گيرى دوباره فعال شود تمام است. البته، سيستم حلقه باز بدون استفاده از بازخورد نسبت به اينکه آيا عملکردهاى توليد شده به هدف‌هاى خود در محيط رسيده‌اند يا حرکات در حين اجراء تغيير کرده‌اند حساس نيست و نمى‌تواند حرکتى را که در حال انجام است تغيير دهد.

اين نوع سيستم‌هاى کنترل در دنياى واقعى به‌طور وسيع گسترده کاربرد دارند؛ براى مثال در اکثر علائم رانندگى و در جائى که زمان‌بندى جريان ترافيک و ترتيب آن اهميت دارد اين کار به‌وسيلهٔ چراغ‌هاى راهنمائى به رنگ‌هاى قرمز، زرد و سبز انجام مى‌شود. هرگاه در وسط چهارراه تصادفى رخ دهد، سيستم حلقه باز مانند گذشته، زمان چراغ‌هاى راهنمائى و تغيير آنها را انجام مى‌دهد، انگار که اتفاقى رخ نداده است؛ حال آنکه اين الگوى استاندارد شده براى رفع مشکلات جريان ترافيک مانند تصادف بى‌اثر است. بنابراين تا زمانى که امور برحسب انتظار پيش مى‌رود سيستم حلقه باز مؤثر است، ليکن در مقابل تغييرات پيش‌بينى نشده انعطاف‌پذيرى از خود نشان نمى‌دهد.

يکى ديگر از نمونه‌هاى سيستم حلقه باز که اساس ايدهٔ برنامهٔ حرکتى را تشکيل مى‌دهد، برنامهٔ کامپيوتر است. در اکثر کامپويترها، دستورالعمل‌هائى که برنامه را تشکيل مى‌دهند، به ماشين حساب‌گر مى‌گويند که چه اعمالى را انجام دهد و به چه ترتيب اين اعمال بايد انجام شود و در بعضى از موارد زمان‌بندى اين اعمل را نيز به ماشين ديکته مى‌کنند. با وجود اينکه اکثر برنامه‌هاى کامپيوتر نسبت به بازخورد حساسيت دارند، ليکن کامپيوترى که از حلقه باز تبعيت مى‌کند چنين حساسيتى را ندارد و ماشين تنها از دستورالعمل‌هائى که به آن داده مى‌شود پيروى کرده، محاسبات خود را بدون استفاده از بازخورد انجام مى‌دهد حتى اگر اين محاسبات درست نباشد و به اهداف برنامه نرسد.

به‌طور کلي، ويژگى‌هاى يک حلقه کنترل باز را مى‌توان به‌شرح زير خلاصه کرد:

- دستورالعمل‌هاى از پيش تعيين شده و خاص به ماشين داده شده و چگونگى محاسبات، ترتيب و زمان انجام آن از قبل تعيين شده‌اند.

- موقعى که برنامه آغاز شد، سيستم به ترتيب دستورالعمل‌ها را بدون هيچ تغييرى انجام مى‌دهد.

- سيستم، قابليت بازبينى يا تصحيح اشتباهات را ندارد؛ زيرا بازخورد در اين جريان درگير نيست.

- سيستم‌هاى حلقه باز در شرايط پايدار و محيط‌هاى قابل پيش‌بينى بيشترين اثر را دارند، در چنين شرايطى نياز به تغيير دادن فرمان‌ها در حد پائين است.

برنامهٔ حرکتى به‌عنوان يک سيستم کنترل حلقهٔ باز

به‌نظر مى‌رسد رفتارهاى حرکتى متعددي، به‌ويژه عملکردهاى سريع و نيرومند مانند شوت کردن توپ با پا يا حرکات پرتابى توسط حلقه باز بدون هوشيارى بسيار کنترل مى‌شوند. اجراءکنندهٔ اين حرکات، زمان لازم را براى پردازش اطلاعات مربوط به خطاهاى حرکتى در اختيار ندارد و بايد در وهلهٔ نخست به‌طور مناسب اين حرکات را برنامه‌ريزى و سپس اجراء کند.

کنترل حلقه باز موقعى از اهميت خاصى برخوردار است که محيط قابل پيش‌بينى و نسبتاً پايدار بودە، تغييرى در آن رخ ندهد که مستلزم تجديدنظر و تغيير در برنامهٔ حرکتى باشد. در شرايط و موقعيت‌هاى نسبتاً پايدار، حرکات انسان بدون امکان زياد يا نياز به تغيير انجام مى‌شوند. اين عقيدهٔ عمومى را در حدود صد سال قبل، يک روانشناس معروف به نام ويليام جيمز (William James) متداول ساخت و از آن تاريخ به بعد به‌عنوان يکى از راه‌هاى فهم و درک کنترل حرکت باقى ماند.