Los peatones evitan constantemente colisiones con personas que se aproximan. Metros antes, inconscientemente cambian su pasarela para cruzarse. Los físicos de la Universidad Tecnológica de Eindhoven, en colaboración con investigadores estadounidenses e italianos, analizaron 5 millones de movimientos de peatones en la estación de tren de Eindhoven. Descubrieron que la gente quiere mantener una distancia media de al menos 75 cm. El profesor Federico Toschi y el postdoctorado Alessandro Corbetta publican hoy estos resultados en la revista Revisión física E .

De todos los datos tomados, alrededor de 9, 000 pares de peatones resultaron estar en camino uno hacia el otro, con riesgo de colisión. Corbetta:"Aproximadamente 40 pares de estos realmente chocaron entre sí. Los pares restantes adaptaron sus pasarelas hasta que estuvieron al menos a 140 cm de distancia y, por lo tanto, pudieron evitar una colisión".

Usando este 'big data, Los investigadores desarrollaron un modelo que puede predecir estadísticamente los movimientos de los peatones con mucha precisión. Esto permite saber de antemano cuántos peatones, por ejemplo, de un grupo de 1000 personas, se ejecutará, andar, esquivar, dar la vuelta o colisionar en un área definida, como un pasillo o un túnel.

Dos fuerzas sociales previenen las colisiones

Corbetta:"Para construir nuestro modelo, encontramos dos "fuerzas de interacción social" que juegan un papel:una fuerza de larga distancia basada en la visión y una fuerza de corta distancia para prevenir contactos duros. Como efecto de estas fuerzas, la gente modifica sus trayectorias actuales para evitar colisiones ".

Con esta investigación, Toschi y Corbetta están tratando de impulsar aún más las áreas de aplicación de la dinámica de fluidos. La dinámica de fluidos no solo abarca el movimiento de partículas de gas en una habitación, agua en el mar, o granos en un reloj de arena:también incluyen la dinámica de la materia activa que fluye, como bandadas de pájaros, peces en un banco de arena o peatones en una multitud. La física y la dinámica de fluidos pueden ayudarnos a comprender el flujo de estos sistemas menos tradicionales y, al mismo tiempo, el estudio de la materia activa que fluye trae nuevos desafíos que pueden arrojar nueva luz sobre los enfoques establecidos.

La investigación en este estudio se basa en su modelo previamente desarrollado de algunas personas caminando por un pasillo.

Toschi:"En 2014 monitoreamos un corredor al comedor del edificio Metaforum en el campus TU / e durante aproximadamente 12 meses. Las dos fuerzas sociales que vemos en la investigación actual en la estación de tren de Eindhoven se incorporaron con éxito al modelo anterior. De este modo, ampliamos lentamente el modelo más simple para predecir los movimientos de los peatones ".

Ambos estudios muestran que estadísticamente hablando, parece existir características universales robustas del flujo de masas, independiente del entorno específico. "Vimos en nuestros datos que aproximadamente una de cada 1000 personas se detendría e invertiría sus trayectorias, para salir del túnel o pasillo por el mismo lado por el que entraron. A pesar de que caminaban solos y sin importar la motivación. Medimos esto tanto en la estación de tren como en el campus. Por lo tanto, realizar experimentos de la vida real es fundamental para impulsar nuestra comprensión. Nunca habría medido estas características en un experimento de laboratorio en el que se instruye a los participantes para que ejecuten acciones, "Toschi explica.

Mismos sensores que la barra de la consola de juegos

Para su investigación, Toschi y Corbetta instalaron 4 sensores aéreos en la parte delantera del paso subterráneo de la estación de Eindhoven. Durante seis meses (entre septiembre de 2014 y abril de 2015) observaron a todos los peatones dentro de una zona de 3 mx 9 m. Los sensores utilizan un iluminador láser infrarrojo para construir una "imagen de profundidad" en blanco y negro de la escena. En una imagen de profundidad, cabezas de peatones, que están más cerca del sensor, dar como resultado una mancha gris oscuro, mientras que los hombros, que están un poco más lejos, aparecen en un tono más claro. Esto permitió a los investigadores, gracias a algoritmos desarrollados internamente, para localizar y rastrear a todos los peatones individuales y su velocidad.

Corbetta:"Nuestros sensores funcionan de la misma manera que las consolas de juegos que registran el movimiento con una barra encima de su televisor. Estos sensores tienen grandes ventajas:funcionan bien incluso en la oscuridad, y no comprometen la privacidad de uno. Los datos adquiridos solo involucran valores de profundidad representados en tonos grises ".

Conducir a los peatones inconscientemente

Para Toschi y Corbetta esta actividad investigadora dista mucho de estar concluida. "Siempre trato de dar un paso más en la complejidad de los movimientos de los peatones. Sueño con comprender eventualmente la dinámica de toda una multitud densa, "dice Toschi, "Ahora estamos trabajando para evaluar los resultados de nuestro experimento en Glow 2017, llamado 'Luces móviles'. Allí, junto con el Intelligent Lighting Institute (ILI) y Philips Lighting, miramos si podíamos dirigir a las personas por medio de la luz. Dejamos que los peatones elijan salir de nuestra exhibición por la salida izquierda o derecha. Usando luz con diferentes niveles de intensidad, nuestro objetivo era alterar las decisiones de enrutamiento a favor de una de las dos salidas. Los primeros resultados ahora indican que, de hecho, parece posible dirigir a las personas.

También organizamos un experimento en el museo Naturalis de Leiden, donde estamos investigando el comportamiento de los niños en edad escolar que tienen que atravesar una puerta de entrada. Nuestro objetivo es publicar ambos resultados pronto ".