Движение против часовой стрелки в толпе пешеходов

коллективное движение против часовой стрелки коренится во внутренних тенденциях

Клаудио Феличиани (Claudio Feliciani), Университет Васэда, Кацухиро Нишинари (Katsuhiro Nishinari), Токийский университет, Япония, Чжиганг Ши (Zhigang Shi), Шанхайский университет науки и технологий, Китай, Иньяки Эчеверрия-Уарте (Iсaki Echeverrнa-Huarte), Анхель Санчес (Angel Sanchez), Анхель Гарсимартин (Angel Garcimartin), Икер Зуригель (Iker Zuriguel), Университет Наварры, Испания, "Индивидуальная локомоторная предрасположенность приводит к движению против часовой стрелки в толпе пешеходов", Nature Communications, 17, 2026.

Мы наблюдали, что движение против часовой стрелки постоянно возникало даже тогда, когда все пешеходы, перемещающиеся в замкнутом пространстве, были левшами или когда они предпочитали поворачивать направо. Мы также исключили возможность того, что причина связана с взаимодействием с границами, проведя эксперименты в открытом пространстве. Мы исключили сильное влияние социальных или приобретенных факторов (таких как ощущение движения против часовой стрелки на легкоатлетических дорожках), проанализировав динамику детей во время свободной игры в японском детском саду. Проанализировали поведение отдельных пешеходов, идущих в одиночестве в замкнутом пространстве, подтвердив, что это явление нарушения симметрии вызвано индивидуальным поведением, скорее всего, имеющим биологические корни.

Во-первых, предоставляем экспериментальные доказательства того, что смещение в сторону движения против часовой стрелки является устойчивым в различных экспериментальных условиях и воспроизводимо в 2 странах, представленных в наших выборках (Испания и Япония), что потенциально может иметь значение для городского планирования и управления толпой. Во-вторых, результаты показывают, что это явление возникает из индивидуального поведения, а не является результатом коллективного взаимодействия пешеходов или пешеходных зон. Затем мы исключили некоторые из наиболее очевидных факторов нарушения индивидуальной симметрии, таких как ведущая рука, ведущая нога и доминирование одного глаза, оставляя таким образом точные истоки этого интригующего поведения открытыми для дальнейшего исследования.

Эксперименты
Для исследования основных механизмов, способствующих наблюдаемому смещению против часовой стрелки в динамике движения пешеходов, провели серию из 6 экспериментов. Каждый эксперимент адаптирован для проверки конкретной гипотезы, начиная от влияния физических взаимодействий в ограниченном пространстве и заканчивая влиянием социальных норм и индивидуальных характеристик. Во всех экспериментах участниками были здоровые дети, подростки или молодые люди.

Случайное движение в ограниченном пространстве в Испании
Первый эксперимент был проведен в Университете Наварры, Испания. Арена представляла собой ограниченную круглую область радиусом 5 метров, огороженную забором высотой 1 метр.

В общей сложности 50 участников (23 мужчины, 27 женщин; возраст 25,7 лет) набраны с помощью онлайн-формы. Каждый участник выполнял предварительное задание, включающее ходьбу по отмеченной прямой линии к стене, поворот у стены и возвращение в исходную точку. Это задание позволило разделить участников на тех, кто поворачивает налево (LT), и тех, кто поворачивает направо (RT), в зависимости от направления поворота. На основе этой классификации создали различные экспериментальные условия, варьируя количество пешеходов внутри ограждения (общая плотность) и различные пропорции RT.

Последовательность каждого эксперимента:
1.Начальное позиционирование: Участники располагались в заранее отмеченных стартовых точках, глядя в сторону одного из 4 цветных равноудаленных столбиков,
расположенных снаружи.
2.Первая случайная фаза: После стартового сигнала участники начинали идти в течение 40 секунд. В начале эксперимента им было предписано двигаться непрерывно, не останавливаясь и избегая следования за другими.
3.Целевое движение: Участникам предписано двигаться к 1 из 4 цветных столбиков возле забора, коснуться забора рядом со столбиком, а затем продолжить движение.
4.Вторая фаза случайного движения: Случайное движение возобновлялось еще на 40 секунд.
5.Повторение целевого движения: Участникам предлагалось повторить действие перемещения к столбам (отличающееся от предыдущих).
6.Третья фаза случайного движения: Случайное движение продолжалось еще 40 секунд.

В общей сложности в каждом эксперименте анализировались 3 интервала случайного движения продолжительностью приблизительно 30 секунд каждый. Каждое экспериментальное условие повторялось дважды, но с разными участниками, в результате чего получено 6 различных фаз случайного движения для анализа.

Все эксперименты записывались с помощью камеры, установленной на высоте 10 метров над землей, расположенной непосредственно над центром арены и направленной в его сторону. Для отслеживания положения всех пешеходов на видео использовалась специально разработанная программа анализа изображений. Для коррекции деформации изображения, вызванной камерой, положения калибровались с использованием примерно 40 изображений эталонной шахматной доски. Скорости рассчитывались в скользящем окне 0,8 с, чтобы убедиться, что пешеходы прошли достаточное расстояние, минимизируя посторонние шумы.

Подростки на школьном дворе в Испании
Эксперимент проводился в средней школе Хихас-де-Хесус в Памплоне, Испания. Экспериментальной площадкой стал школьный двор размером примерно 50 х 60 м2. В исследовании приняли участие 107 учеников в возрасте 13–14 лет.

Участникам предписано свободно передвигаться по школьному двору, избегая остановок или образования групп. Первоначально все студенты были собраны в круговой зоне, отмеченной на земле. После стартового сигнала эксперимент начался и длился 100 секунд. Данные использованы для оценки коллективного и индивидуального вращательного поведения участников. Эксперимент повторен дважды.

Для съемки использовался дрон DJI с высоты 40 метров. Для отслеживания положения и скорости пешеходов использовалась специально разработанная программа анализа изображений. Для повышения точности и снижения шума расчеты скорости выполнялись с использованием скользящего окна размером 0,8 с.

Ограниченное случайное движение в Японии
Эксперимент проводился в Токийском университете, Япония, в замкнутом пространстве радиусом 4 метра, ограниченном стульями. Всего набрано 39 участников (25 мужчин и 14 женщин, в возрасте 26,8 лет) через веб-сайт. Аналогично протоколу, реализованному в Испании, участники разделены на 2 категории: поворачивающие налево и поворачивающие направо.

Каждое экспериментальное испытание длилось 45 секунд. Сотрудники сначала случайным образом размещали участников по всей территории, чтобы обеспечить широкое пространственное распределение. Услышав звуковой сигнал, они начинали случайным образом двигаться, как в испанском эксперименте. Другой сигнал отмечал конец испытания. Каждое экспериментальное условие повторялось 4 раза, при этом состав участников теста менялся по возможности. Эксперименты записывались с помощью камеры, установленной на высоте 6 метров в азимутальном положении над центром комнаты. Видеозаписи впоследствии анализировались с помощью программного обеспечения PeTrack для извлечения координат пешеходов на основе цвета их кепок. Для облегчения идентификации участникам, поворачивающим налево, выдавали желтые кепки, а участникам, поворачивающим направо, — красные кепки (дискриминация проводилась на основе направления поворота в предварительном тесте перед экспериментами). Как и в испанских экспериментах, скорости рассчитывались с использованием скользящего окна 0,8 с.

Детский сад в Японии
В этом эксперименте, проведенном Джуном Итикавой и др., анализировалось возникновение спонтанных социальных движений у детей во время эвритмических занятий в условиях детского сада. В частности, в исследовании рассматривалось разминочное упражнение, в ходе которого дети свободно бегали по комнате, пока воспитатель играл на пианино. Как описано в оригинальной работе, никаких инструкций относительно направления, цели или способа бега не давалось. Окружающая среда была симметричной, а воспитатель оставался пассивным, не направляя и не поощряя определенное поведение.

Данные собраны из 4 различных групп детей, каждая с разным средним возрастом, все младше 6 лет. Скорости рассчитывались на основе этих положений с использованием скользящего окна 0,8 с. Для каждого класса анализировалось несколько периодов движения продолжительностью от 5 до 10 секунд. Эти периоды чередовались с паузами, когда преподаватель прекращал воспроизведение. Количество периодов на группу варьировалось, при этом для каждого класса зафиксировано не менее 2 повторений.
кольцо с людьми внутри

Выявление социальных норм
Для выявления социальных норм использовали хорошо известные концепции и методы. Участники - студенты Университета Наварры, примерно половина из них испанцы, а половина — из разных зарубежных стран. Им показали картинку и предложили заполнить следующую анкету:
1.Это кольцо с людьми внутри. Представьте себя одним из этих людей, и вы хотите ходить по кругу. В каком направлении вы будете двигаться? (По часовой стрелке/против часовой стрелки)
2.В каком направлении, по вашему мнению, будет двигаться большинство людей? (По часовой стрелке/против часовой стрелки)
3.В каком направлении, по вашему мнению, другие ожидают вашего движения? (По часовой стрелке/против часовой стрелки)
Вопрос (1) позволяет определить, какое решение человек принял бы в гипотетическом случае. Вопросы (2) и (3) позволяют определить эмпирические и нормативные ожидания соответственно.

Ответы на анкету стимулированы экономическими факторами для получения более взвешенных ответов. С этой целью ответы на вопросы (2) и (3) сравнивались с результатами экспериментов и с ответами на вопрос (1) соответственно; Люди, правильно ответившие на вопросы (2) и (3) (то есть либо совпавшие с результатами экспериментов для вопроса (2), либо с большинством ответов в вопросе (1) для вопроса (3)), приняли участие в лотерее, где разыгрывались четыре подарочные карты по 25 евро каждая. Всего было получено 168 действительных ответов.

Индивидуальное движение
Последний эксперимент, проведенный в Университете Наварры, направлен на изучение влияния индивидуальных характеристик на предпочтения пешеходов при поворотах. В общей сложности в течение 3 дней набрано 209 участников (88 мужчин, 121 женщина).

Эксперимент проводился в шестиугольном замкнутом пространстве, ограниченном стульями и столами, каждая сторона которого составляла приблизительно 4,6 м. Перед экспериментом все участники прошли ряд оценок для определения доминирования руки, ноги и глаза (предпочтение левой или правой руки). Для тех, кто не был знаком с этой информацией, проведены различные тесты. Доминирование одной ноги определялось путем инструктажа участников несколько раз пнуть деревянный предмет; если они чередовали ноги, их затем просили имитировать наступание на насекомое, чтобы выявить устойчивое предпочтение. Доминирование одного глаза оценивалось с помощью теста Майлза. Независимо от этого, чтобы изучить, как уменьшение поля зрения влияет на двигательные паттерны, 49 участников носили повязку на правом глазу. Группа с повязкой включала как левоглазых, так и правоглазых доминантов и сравнивалась с остальными участниками, которые ходили без повязки.

Во время экспериментальных испытаний участникам было предписано свободно перемещаться в замкнутом пространстве в течение 60 секунд без остановки. Эксперименты записывались с помощью камеры GoPro, установленной на высоте 5 метров над центром арены. Видео анализировались с помощью специально разработанной программы анализа изображений для отслеживания положения. Как всегда, скорость участников рассчитывалась с использованием скользящего окна размером 0,8 с.

Обсуждение
В данной работе мы провели ряд экспериментальных исследований в различных условиях в Испании и Японии, которые демонстрируют устойчивое и широко распространенное движение против часовой стрелки. Наши результаты весьма последовательны: независимо от размера толпы, граничных эффектов или особенностей латеральности, таких как ведущая рука, ведущая нога и доминирование глаза, движение против часовой стрелки систематически возникает. Эта воспроизводимость в различных условиях, включая две страны с разными социальными нормами и эксперименты со взрослыми и детьми, подтверждает силу и надежность наших выводов.

Традиционно большинство возникающих коллективных моделей поведения в динамике пешеходов объяснялись локальными взаимодействиями и социальным поведением (включая множество различных факторов, которые не являются взаимоисключающими). Однако данные показывают, что предпочтение движения против часовой стрелки не возникает из этих взаимодействий. Вместо этого результаты указывают на то, что это явление нарушения симметрии в основе лежит в индивидуальных локомоторных тенденциях. Это ставит под сомнение преобладающее предположение о том, что групповое поведение представляет собой нечто большее, чем сумма индивидуальных моделей поведения. Мы даже исключили возможность того, что причиной движения против часовой стрелки могут быть ранее неизвестные социальные нормы.

Таким образом, наша работа иллюстрирует пример движения толпы, которое можно объяснить, в первую очередь, без необходимости прибегать к коллективным эффектам, а также к специфике взаимодействия пешеходов (между ними или с окружающей средой). Более того, подтверждение результатов с помощью тщательно контролируемых изолированных экспериментов предполагает, что внутренние локомоторные предрасположенности являются фундаментальным аспектом поведения толпы.

Помимо пешеходов, представляется вполне вероятным, что предпочтительное движение против часовой стрелки или по часовой стрелке наблюдается и у других животных или биологических систем. Действительно, вихреобразное поведение было зафиксировано у стай рыб, которые чередуют состояния стаи и движения кругом, у скоплений головастиков, где круговое движение повышает эффективность питания, и у групп насекомых, таких как муравьи-солдаты, чьи движения кругом могут продолжаться несколько дней. Интересно, что в некоторых случаях на индивидуальном уровне также были задокументированы предпочтения в поворотах. Например, муравьи Temnothorax демонстрируют выраженную тенденцию поворачивать налево во время исследования, а попугайчики-волнистики проявляют предпочтения в выборе боковых направлений при выборе маршрута. Взятые вместе, эти параллели предполагают, что вращательная координация является широко распространенным мотивом в живых системах, и что предпочтение движения против часовой стрелки в человеческих толпах может представлять собой проявление более глубокого биологического принципа нарушения симметрии.

В целом, последствия наших выводов значительны. Демонстрируя, что наблюдаемое движение против часовой стрелки при передвижении пешеходов обусловлено индивидуальными особенностями, а не коллективными эффектами, наше исследование углубляет понимание динамики пешеходного движения и предоставляет новый взгляд на изучение поведения толпы.

14.06.2026

Комментарий:

Шнобелевская премия - 1997 - коммуникации

За успехи в засорении земного шара спамом Сэнфорд Уоллес удостоен Шнобелевской премии в области коммуникаций за 1997 год. В 1998 году суд Пенсильвании объявил Сэнфорда Уоллеса виновным в рассылке несанкционированных факсов в нарушение федерального закона
подробнее

Шнобелевская премия 2005 по литературе

2 интернет-дельца из Нигерии по электронной почте рассылали чрезвычайно литературно-насыщенные рассказы, в которых к получателю обращались некие важные и богатые люди. Авторы нигерийской аферы просили выслать им немного денег, совсем-совсем немного денег
подробнее

Источник - пресса

Шнобель Процедура Пресса Анналы Архив Статьи Шнобелист