Measuring chaotic noise in nonlinear models - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue International Journal for Information & Systems Sciences Année : 2009

Measuring chaotic noise in nonlinear models

Résumé

In many applications such as fluid or solid modeling, chaotic noise may be cumbersome. Instead of estimating the Lyapunov exponent of the system, one may be interested in measuring the amplitude of the system's chaotic noise in a unit better suited to the application, e.g., the amplitude (in mm) of the vibration of a solid's surface. The goal of this study is to propose a method to achieve this goal. The techniques are tested on a nonlinear biomechanical model of the face driven by muscle activity and a jaw hinge. The proposed method is effective and shows that (i) the amplitude of chaotic noise perceivable as skin vibration is approximately equal to 10 % of the amplitude of a full-scale movement; (ii) the noise properties are similar in the stationary and dynamic states; (iii) the noise comes only from the skin model, not from the nonlinear muscle models. The method is simple and inexpensive to implement. It can therefore be useful in applications such as video animation or motor control research, where estimating the component of chaotic noise is more important than fully characterizing the nonlinear properties of a model.
Dans de nombreuses applications telles la modélisation des fluides ou des solides, le bruit chaotique peut être gênant. Au lieu d'estimer l'exposant de Lyapunov d'un système, il peut être utile d'estimer l'amplitude du bruit chaotique dans une unité de mesure convenant mieux à l'application, comme le mm pour la vibration de la surface d'un solide. C'est l'objectif de la méthode présentée dans cet article. La technique a été testée à l'aide d'un modèle biomécanique non linéaire de visage contrôlé par des modèles de muscle et de la mâchoire. La méthode s'est avérée efficace et elle a permis de montrer que (i) l'amplitude du bruit valait 10 % de l'amplitude maximale d'un mouvement synthétique ; (ii) le bruit était similaire que le modèle soit dans un état stationnaire ou dans un état dynamique ; (iii) le bruit ne provenait que du modèle de peau, pas du modèle non linéaire des muscles. La méthode est simple et économique à implémenter. Elle peut donc être utile pour des applications telles l'animation ou la recherche en contrôle moteur pour lesquelles estimer l'amplitude du bruit chaotique peut être plus utile que caractériser finement les propriétés non linéaires d'un modèle.
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Origine : Accord explicite pour ce dépôt

Dates et versions

hal-00364911 , version 1 (27-02-2009)

Identifiants

  • HAL Id : hal-00364911 , version 1

Citer

Michel Pitermann. Measuring chaotic noise in nonlinear models. International Journal for Information & Systems Sciences , 2009, 5 (1), pp.1-14. ⟨hal-00364911⟩
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