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The speed-curvature power law in tongue movements of repetitive speech.
PLOS ONE ( IF 2.9 ) Pub Date : 2019-03-18 , DOI: 10.1371/journal.pone.0213851 Stephan R Kuberski 1 , Adamantios I Gafos 1
PLOS ONE ( IF 2.9 ) Pub Date : 2019-03-18 , DOI: 10.1371/journal.pone.0213851 Stephan R Kuberski 1 , Adamantios I Gafos 1
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The speed-curvature power law is a celebrated law of motor control expressing a relation between the kinematic property of speed and the geometric property of curvature. We aimed to assess whether speech movements obey this law just as movements from other domains do. We describe a metronome-driven speech elicitation paradigm designed to cover a wide range of speeds. We recorded via electromagnetic articulometry speech movements in sequences of the form /CV…/ from nine speakers (five German, four English) speaking at eight distinct rates. First, we demonstrate that the paradigm of metronome-driven manipulations results in speech movement data consistent with earlier reports on the kinematics of speech production. Second, analysis of our data in their full three-dimensions and using advanced numerical differentiation methods offers stronger evidence for the law than that reported in previous studies devoted to its assessment. Finally, we demonstrate the presence of a clear rate dependency of the power law's parameters. The robustness of the speed-curvature relation in our datasets lends further support to the hypothesis that the power law is a general feature of human movement. We place our results in the context of other work in movement control and consider implications for models of speech production.
中文翻译：
重复性语音的舌头运动中的速度-曲率幂定律。
速度曲率幂定律是电动机控制的著名定律，它表示速度的运动特性和曲率的几何特性之间的关系。我们旨在评估言语运动是否像其他领域的运动一样服从该定律。我们描述了一种节拍器驱动的语音启发范例，旨在涵盖各种速度。我们通过电磁关节法以/ CV…/的形式记录了九个说话者（五个德语，四个英语）以八种不同的速率说话的动作。首先，我们证明了节拍器驱动操作的范例所产生的语音运动数据与早期有关语音产生运动学的报告相一致。第二，对我们的数据进行完整的三维分析，并使用先进的数值微分方法，为该定律提供了比以前专门针对其评估的研究报告更为有力的证据。最后，我们证明了幂律参数存在明显的速率依赖性。速度-曲率关系在我们的数据集中的稳健性进一步支持了幂定律是人类运动的一般特征的假设。我们将结果放在运动控制的其他工作中，并考虑对语音产生模型的影响。速度-曲率关系在我们的数据集中的稳健性进一步支持了幂定律是人类运动的一般特征的假设。我们将结果放在运动控制的其他工作中，并考虑对语音产生模型的影响。速度-曲率关系在我们的数据集中的稳健性进一步支持了幂定律是人类运动的一般特征的假设。我们将结果放在运动控制的其他工作中，并考虑对语音产生模型的影响。
更新日期：2019-03-19
中文翻译：
重复性语音的舌头运动中的速度-曲率幂定律。
速度曲率幂定律是电动机控制的著名定律，它表示速度的运动特性和曲率的几何特性之间的关系。我们旨在评估言语运动是否像其他领域的运动一样服从该定律。我们描述了一种节拍器驱动的语音启发范例，旨在涵盖各种速度。我们通过电磁关节法以/ CV…/的形式记录了九个说话者（五个德语，四个英语）以八种不同的速率说话的动作。首先，我们证明了节拍器驱动操作的范例所产生的语音运动数据与早期有关语音产生运动学的报告相一致。第二，对我们的数据进行完整的三维分析，并使用先进的数值微分方法，为该定律提供了比以前专门针对其评估的研究报告更为有力的证据。最后，我们证明了幂律参数存在明显的速率依赖性。速度-曲率关系在我们的数据集中的稳健性进一步支持了幂定律是人类运动的一般特征的假设。我们将结果放在运动控制的其他工作中，并考虑对语音产生模型的影响。速度-曲率关系在我们的数据集中的稳健性进一步支持了幂定律是人类运动的一般特征的假设。我们将结果放在运动控制的其他工作中，并考虑对语音产生模型的影响。速度-曲率关系在我们的数据集中的稳健性进一步支持了幂定律是人类运动的一般特征的假设。我们将结果放在运动控制的其他工作中，并考虑对语音产生模型的影响。
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