Die Kognitive Architektur menschlicher Bewegungen

Wenn eine Tänzerin virtuos über den Ballettboden gleitet, ein Chirurg unter höchster Konzentration sicher operiert oder eine Volleyballerin spielerisch einen Aufschlag verwandelt, haben wir es mit der beeindruckenden Perfektion menschlicher Bewegungen zu tun. In einer beinahe dramatischen Entwicklungsgeschwindigkeit wird in den letzten Jahren versucht, solche Bewegungen auf Robotik-Plattformen nachzubauen. Dabei wird ebenso wie im Sport immer wieder deutlich, dass es sich bei menschlichen Bewegungen um hochintelligente Leistungen handelt, deren komplexe Grundlagen es zunächst zu verstehen gilt.

In diesem Buch werden zu diesem Zweck kognitionswissenschaftliche Grundlagen von Bewegungen aufgearbeitet und in einem Modell zur kognitiven Architektur menschlicher Bewegungen zusammengeführt. Nach diesem Modell setzt sich menschliche Bewegungsleistung aus genau definierbaren Bausteinen zusammen, die auf verschiedenen Ebenen ineinander greifen und somit letztendlich Gehirn und Gedächtnis mit Motorik und Biomechanik verbinden.

Die Idee der Repräsentation von MOVEMENT PRIMITIVES bzw. von Knotenpunkten der Bewegung wird durch experimentelle Untersuchungen systematisch vertieft. Eine erste Gruppe experimenteller Untersuchungen widmet sich der Repräsentation von Bewegungen im Langzeitgedächtnis. Eine zweite Gruppe von Untersuchungen widmet sich der Speicherung von Bewegungen im Arbeitsgedächtnis. Weitere Untersuchungen zeigen, dass kognitive und motorische Subsysteme auf verschiedenen Ebenen vertikal und horizontal kooperieren, wenn es darum geht, zielgerichtete Bewegungen zu organisieren. Aufbauend auf diese modelltheoretischen und experimentellen Arbeiten, werden produktive Konsequenzen für die kognitive Robotik aufgezeigt. Abschließend werden innovative Zugänge zur Verbesserung menschlicher Leistungen u. a. im Leistungssport, der Raumfahrt und der Rehabilitation abgeleitet.