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Los matemáticos exponen la lógica detrás de cómo la gente camina en la multitud

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La próxima vez que cruce la plaza llena de gente, una caminata cruzada o el compañero del aeropuerto, tome nota del flujo de peatones. ¿La gente camina en las calles organizadas en su propio destino? ¿O es una estúpida confusión de trucos personales, porque la gente ata a la multitud?

El instructor del MIT Karol Beckk y sus colegas estudiaron el flujo de turbas humanas y desarrollaron el primer método de predecir cuándo los peatones transferirían el camino a la confusión. Su búsqueda puede ayudar a informar el diseño de lugares públicos que promueven una manera segura y eficiente.

Soy visible en un papel La acción de la Academia Nacional de CienciasLos investigadores consideran un escenario común en el que los peatones visitan un concurrido Cross Walk. El equipo analizó el escenario a través del análisis y la imitación matemáticas, considerando muchos ángulos en los que las personas pueden cruzar y esquivar tácticas cuando intentan llegar a sus lugares mientras evitan a otros peatones en camino.

Los investigadores también realizaron los experimentos de control de ovejas y estudiaron cómo los verdaderos participantes pasan por la multitud para llegar a algunos lugares. A través de sus matemáticas y tareas experimentales, el equipo identificó un movimiento clave que muestra si los peatones han sido ordenados, como los carriles limpios se realizan en el flujo, o defectuosos, que no tienen caminos comprensibles a través de la multitud. Este parámetro describe el número de personas que caminan en diferentes direcciones.

Si un relativamente smalle en una multitud tiene escasez, significa que la mayoría de los peatones caminan en direcciones opuestas y se encuentran con el tráfico entrante, como en una caminata cruzada. En este caso, es probable que el tráfico esté más organizado, Lane. Sin embargo, sin embargo, una multitud tiene un gran brote, como en una armonía, significa que hay muchas otras direcciones que se pueden aprovechar con la máxima oportunidad de cruzar el peatón.

De hecho, los investigadores calcularon el punto en el que el orden lleno de gente puede transmitir el trastorno. Este punto, descubrieron, era de unos 13 grados, hubo una propagación peculiar, lo que significa que si los peatones no caminan por camino recto, pero en cambio, un peatón promedio desciende en un ángulo de más de 13 grados, se puede indicar en un flujo fallido.

El MIT tiene un instructor matemático aplicado, “Todo es muy común”. “La pregunta es si podemos tratarlo especialmente y las matemáticas, y donde hay una transición. Ahora tenemos una manera de esperar un carril (flujo inútil, sistemático y seguro, frente a un flujo defectuoso, menos eficiente, potencialmente más peligroso”.

Los coautores de este estudio incluyen quejas de la Academia de Educación Física en la Universidad del Reino Unido de Bath, Sobota y Bogadan Beckak en la Universidad de Bath, Polonia.

Derecha, izquierda, centro

El libro, que está entrenado en dinámica de fluidos y flujo granular, llegó a estudiar el flujo de peatones durante 2021, cuando él y sus colegas consideraron los efectos y métodos de distancias sociales en las que las personas pueden correr entre sí mientras mantienen una distancia segura. Este trabajo generalmente los alentó a mirar la movilización de la multitud.

En 2023, él y sus colegas buscaron “la formación de carriles”, a través de las que se han observado que las personas se han observado a las personas que hacen carril, cuando obligan a cruzar una región desde dos direcciones opuestas. En este trabajo, el equipo identificó el mecanismo que crea tales carriles, que se desarrollan como la columna vertebral de la parte posterior “derecha frente a la derecha a girar a la izquierda”. Básicamente, descubrieron que tan pronto como una multitud parece un carril, las personas a su alrededor están involucradas en el carril o obligadas a ir a ambos lados del carril original, que se puede seguir. De esta manera, una multitud se puede organizar en carriles regulares hechos.

“Ahora estamos preguntando, ¿qué tan fuerte es este procedimiento?” Backk dice. “¿Funciona simplemente en esta situación ideal, o la estructura del carril puede tolerar algunos defectos, ya que algunas personas no van directamente en absoluto, como pueden hacer en la multitud?”

Cambios en el carril

Para sus nuevos estudios, el equipo pidió indicar una transferencia significativa en el flujo de ovejas: ¿cuándo los peatones organizados, menos sistemáticos, menos organizados que un tráfico similar al tráfico? Los investigadores primero examinan las matemáticas de esta pregunta, con una ecuación que se usa comúnmente para describir el flujo de fluidos en términos del movimiento promedio de muchas moléculas individuales.

“Si piensa en el flujo de todas las multitudes en lugar de individuos, puede usar detalles como el fluido”, explicó Back. “Este es el arte promedio, donde, incluso si algunas personas pueden cruzar más claramente que otras, estos efectos son probablemente en una gran multitud. Si solo se preocupan por las características globales, como carriles o no, puede predecir todos de la multitud sin información detallada”.

La espalda y sus colegas usaron la ecuación del flujo de fluidos y los aplicaron a los peatones que fluyen a través de una caminata cruzada. El equipo tuiteó algunos parámetros en la ecuación, como el ancho del canal de fluido (en este caso, la caminata cruzada) y el ángulo en el que las moléculas (o personas) fluyen a lo largo de diferentes direcciones, con las que las personas pueden “masticar” o para evitar la colisión.

Según estos cálculos, los investigadores encontraron que es más probable que haya carril en los peatones en la caminata cruzada, cuando se mueven de la dirección relativamente recta recta, desde la dirección opuesta. Este orden dura ampliamente hasta que las personas comienzan a deambular en los ángulos extremos. Entonces, se ha predicho la igualdad de que es probable que el flujo de peatones falle, lo que no hace algunos carriles.

Los investigadores estaban interesados ​​en ver si salían las matemáticas. En su camino, realizó experimentos en un gimnasio, donde grabó el movimiento de los peatones con cámara superior. Cada voluntario llevaba un sombrero de papel, mostrando un código de barras único que la cámara superior podía rastrear.

En sus experimentos, el equipo asignó voluntarios a las partes opuestas de una caminata cruzada artificial, así como diferentes puestos de inicio y cierre, y los entregó a su objetivo en la caminata cruzada simultáneamente sin chocar con nadie. Repitió la experiencia varias veces, cada vez que se supone que los voluntarios sean diferentes puestos de inicio y cierre. Finalmente, los investigadores lograron recopilar los datos visuales de varias multitudes, y los peatones toman muchos ángulos diferentes del cruce.

Cuando analizó los datos y notó que cuando se creó el carril, y cuando no lo hizo, el equipo descubrió que, al igual que el pronóstico de igualdad, la proliferación era importante. Sus experimentos han confirmado que la transferencia de la disciplina por el flujo de disciplina ha ocurrido alrededor de 13 grados. Es decir, si una persona promedio va directamente de 13 grados, el flujo de peatones puede poner el flujo en el trastorno, con la formación de un ligero carril. Y qué pasa, descubrieron que cuanto más error es la multitud, menos lo hace.

El equipo planea examinar sus predicciones sobre multitudes y peatones del mundo real.

“Queremos analizar el metraje y compararlo con nuestra opinión”.

El trabajo ha sido parcialmente respaldado por el Consejo de Investigación de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas de Investigación e Innovación del Reino Unido.

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