Principios de la Ley de Fitts: Control Motor, Precisión y Velocidad en el Movimiento Humano

Ley de Fitts: Fundamentos del Control de Amplitud del Movimiento

La Ley de Fitts describe la capacidad de información del sistema motor humano en el control de la amplitud del movimiento. Fitts puso en práctica sus conocimientos con pilotos en pruebas de los aviones a reacción tras la Segunda Guerra Mundial. Es la ley más aplicada y conocida en el ámbito del control motor.

Esta ley establece una relación fundamental entre la amplitud, la precisión y la rapidez del movimiento. Es determinante para entender la precisión de los movimientos rápidos y se basa en antecedentes experimentales sobre la precisión de movimientos voluntarios.

Fórmulas Clave

Ecuación logarítmica lineal:

TM = a + bLog₂ (2A / W)

Índice de Dificultad (ID):

ID = Log₂ (2A / W)

Procesamiento de la Información en el Movimiento

La medida de la cantidad de información procesada se relaciona con el tiempo de movimiento (TM). Lo crucial es el procesamiento del pensamiento motor, y no solo el de las decisiones. El tiempo de ejecución aumenta no solo por la elección de la decisión, sino porque es necesario planificar el movimiento complejo y ejecutarlo.

Índice de Rendimiento

Índice de Rendimiento (IP):

IP = ID / TM

Método Experimental

El método experimental típico consiste en un sujeto sentado con un puntero frente a una mesa, con el objetivo de acertar blancos de una determinada anchura (W). Si se amplía la anchura del blanco (W), se exige poca precisión, facilitando la tarea; y viceversa. Si la distancia de amplitud (A) es pequeña, la amplitud del movimiento es menor, y si es grande, la amplitud será mayor.

En este experimento, el sujeto realiza un cambio de dirección de un lado a otro, lo que lo convierte en una habilidad continua. El movimiento completo consiste en ir y volver al blanco contrario, por lo que se mide 2A.

Presentación Gráfica y Relación ID-Tiempo

En una presentación gráfica estándar, la amplitud (A) se mantiene constante (por ejemplo, 16 pulgadas), mientras que se modifica la anchura (W) para observar cómo la precisión afecta el tiempo de movimiento. Se observa que, a medida que la anchura del blanco disminuye (aumentando la precisión requerida), el Índice de Dificultad (ID) aumenta y, consecuentemente, el tiempo de procesamiento también se incrementa. Por ejemplo, reducir el blanco de 2 pulgadas a un cuarto de pulgada puede aumentar el tiempo de procesamiento de 400 ms a 700 ms.

Conclusiones de la Teoría de Información

El sistema motor humano posee una capacidad limitada de procesamiento informativo. Si la dificultad del movimiento crece, la cantidad de información a procesar aumenta. Dado que la capacidad es limitada, el ejecutante necesita aumentar el tiempo para tratar toda la información y dar una respuesta adecuada. Para mejorar el rendimiento, debemos buscar soluciones sin poder cambiar la capacidad intrínseca del canal informativo.

Interpretación Cibernética: Bucle Abierto y Cerrado

La interpretación cibernética de la Ley de Fitts combina los procesos de bucle abierto y bucle cerrado:

1. Acciones programadas (Circuito Abierto): Consiste en el lanzamiento inicial del movimiento en dirección al blanco. El movimiento se inicia sin un gran requerimiento de precisión, basándose únicamente en la huella mnésica (memoria motora). No se busca el acierto inmediato, solo el inicio del movimiento.
2. Feedback (Circuito Cerrado): Procesamiento de la información relativa a la precisión de esa acción durante la ejecución del movimiento. Es el momento en el que se detecta la necesidad de cambiar la trayectoria.
3. Correcciones: Puesta en marcha de las correcciones suscitadas por el feedback para guiar el segmento hacia el blanco. Existe evidencia biomecánica del cambio de trayectoria debido a estas correcciones.

Realizar un movimiento preciso desde el inicio sería extremadamente complejo, ya que requeriría una planificación perfecta. Por ello, el proceso de puesta en marcha, corrección y ajuste es fundamental y ha sido ampliamente estudiado.

Relación entre Precisión y Fuerza

Existe una relación inversa entre la precisión y la exigencia de fuerza. Los niveles moderados de fuerza suelen producir la menor precisión.

Schmidt explica este fenómeno señalando la menor variabilidad entre los ensayos cuando las fuerzas son máximas y submáximas. Las acciones muy potentes tienden a ser muy constantes. Esto se explica porque la contracción muscular en el movimiento potente fija el movimiento, haciéndolo más rígido y constante. Es necesario investigar si la estructura en movimientos muy fuertes se fija lo suficiente como para garantizar la precisión.

Al medir el error espacial, se observa que cuando el sujeto realiza un movimiento más rápido, la precisión disminuye y el error aumenta. Sin embargo, la excepción aparece en movimientos donde se aplica más del 70% de la fuerza máxima, momento en el que el error espacial disminuye, demostrando que la alta potencia puede, paradójicamente, aumentar la constancia del movimiento.