Evitare le collisioni: la mente inconscia al lavoro

Come il nostro cervello previene le collisioni inconsciamente

La vicina collisione a mezz'aria di tre jet questa settimana all'aeroporto nazionale di Washington illustra la complessità dei sistemi di prevenzione delle collisioni. Una disastrosa collisione tra tre jet con 192 passeggeri è stata evitata da un controllore del traffico aereo con solo 1650 iarde di separazione tra gli aerei che urlavano l'una contro l'altra a una velocità combinata di 436 miglia orarie. Questo disastro vicino mette in evidenza qualcosa che è facilmente trascurato dalla nostra mente inconscia: come il nostro cervello controlla costantemente l'ambiente automaticamente e agisce per prevenire collisioni mentre ci muoviamo senza sforzo attraverso folle di pedoni e aggiriamo ostacoli sul nostro cammino senza pensarci.

Conosciamo tutti l'esperienza di avvicinare un'altra persona e invece di passarci l'un l'altro con garbo, entrambi si muovono bruscamente nella stessa direzione, mettendoti in rotta di collisione. Immediatamente virate nella direzione opposta, ma la persona che si avvicina fa lo stesso schivare e vieni in una frazione di secondo di collisione frontalmente. Ti fermi entrambi all'istante, rilasciando una piccola risata.

Ridiamo per due motivi: tali dilemmi di navigazione e quasi mancati sono rari, e in secondo luogo, tutto questo comportamento e manovre si svolgono inconsciamente. È divertente perché entrambi siete solo spettatori.

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Ma come? L'evitare le collisioni è un problema estremamente difficile. Sistemi estremamente complessi, sofisticati meccanismi di comunicazione e stretta osservanza dei protocolli standard proteggono dalla collisione in qualsiasi sistema di trasporto. Eppure nel camminare liberamente non ci sono regole per evitare le collisioni. Se abbiamo seguito una regola stereotipata per negoziare in sicurezza passando un altro pedone a piedi – diciamo, passiamo sempre a destra, ad esempio, non ci sarebbero problemi, ma non ci sono regole del genere. Tu e la persona che ti si avvicina sei libero di passarti l'un l'altro a destra o a sinistra. Non è necessario comunicare o negoziare la propria preferenza. Se lasciato al caso, sembrerebbe che finisca quasi in collisione il 50% delle volte, ma di fatto le collisioni tra le persone non sono frequenti. Come può essere spiegato? Ogni persona in qualche modo legge la mente dell'altro e sa da che parte passare? Senza il minimo pensiero cosciente, il nostro sistema di guida cerebrale nascosto risolve questo problema istantaneamente e costantemente in modo che tu sia libero di impegnare la tua mente cosciente in altre questioni. I ricercatori Anne-Helene Oliver e colleghi dell'Università di Rennes in Francia si sono chiesti come fosse possibile, e hanno escogitato un esperimento per scoprire il segreto.

L'esperimento che hanno ideato modella la situazione in cui due persone che camminano su un marciapiede, ma nascoste l'una dall'altra dietro l'angolo di un edificio, scoprono improvvisamente che i loro percorsi si intersecano a 90 gradi quando emergono da dietro l'angolo, minacciando una collisione con l'osso. Quando ciò accade, almeno una persona deve deviare la propria traiettoria o alterare il proprio ritmo per permettere all'altra persona di attraversare l'una di fronte all'altra o di dietro. Questa situazione di collisione in un'intersezione cieca è stata riprodotta in laboratorio usando un muro per oscurare i due soggetti mentre si avvicinano involontariamente. Ciò ha permesso agli investigatori di determinare con precisione quanto tempo i soggetti avrebbero dovuto evitare una collisione dopo aver visto l'un l'altro emergere da dietro il muro e filmare le azioni evasive fatte da ogni persona.

La loro prima scoperta, pubblicata nell'attuale numero di Gait and Posture , ha confermato ciò che la ricerca precedente aveva mostrato: che le persone usano una diversa strategia per evitare le collisioni a seconda che l'ostacolo davanti sia un oggetto inanimato o un essere umano. Se l'ostacolo da evitare è un oggetto inanimato, indipendentemente dal fatto che sia stazionario o in movimento, semplicemente deviamo il nostro corso (e la velocità) su una nuova traiettoria per evitare in modo sicuro di scontrarci. Se l'oggetto davanti a sé è una persona, però, questa strategia non viene utilizzata, semplicemente perché l'altra persona può improvvisamente cambiare e muoversi in qualsiasi direzione: accelerare, rallentare, fermarsi, avanzare a destra oa sinistra. L'approccio di "guidare una traiettoria sicura" è la strategia che usiamo mentre guidiamo un'auto per evitare uno scoiattolo alla pecorina in mezzo alla strada, e sappiamo tutti quanto possa finire male.

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Dopo aver analizzato le riprese video dei soggetti evitando collisioni nei loro esperimenti, grafico di tutti i dati e ridurlo a equazioni matematiche, i ricercatori hanno trovato una variabile matematica che avrebbe accuratamente prevedere le manovre di evitamento di collisione che eseguiamo per prevenire "uccisioni pedonali". Il fattore era non una variabile unica per il comportamento di entrambi i pedoni, come un cambio di velocità o direzione, era un fattore che combinava le azioni di entrambi – una reciproca interazione di entrambe le persone – la distanza prevista media (MPD). Questa è la distanza anticipata di separazione tra le due persone nel punto in cui le loro traiettorie attuali porterebbero ad intersecarsi l'una con l'altra. Se la distanza di separazione prevista è inferiore a un metro, entrambi i soggetti hanno alterato la rotta in modo da aumentare la distanza di separazione prevista all'intersezione a un metro o più. Se l'MPD era superiore a 1 metro, nessuno dei due ha modificato la falcata o la direzione.

I ricercatori hanno scoperto che l'evitamento di collisione tra i pedoni è stato raggiunto in tre fasi: una fase di osservazione, una fase di reazione e una fase di regolazione. Le manovre di guida reciproca durante queste fasi vengono eseguite in secondi o in frazioni di secondo. La fase di osservazione inizia quando i due camminatori si vedono per la prima volta e realizzando che si trovano in rotta di collisione (MPD inferiore a 1 m), iniziano l'azione evasiva. Questa fase di osservazione è solo 1/3 di secondo, notevolmente veloce considerando tutte le conoscenze situazionali e il calcolo del subconscio, l'analisi e il processo decisionale che devono essere attivati. Successivamente i camminatori iniziano le manovre per ridurre in modo coordinato l'MPD, se necessario, un periodo di soli 3 secondi. Nella fase di regolazione finale, i due camminatori affinano le loro traiettorie e la velocità per consentire loro di passare l'un l'altro ancora più vicino della distanza minima di 1 m di distanza nel momento in cui passano. Questa regolazione avviene nell'ultimo 0,8 sec prima del punto di attraversamento. Questo è il tempo necessario per fare un passo. Entrambi i deambulatori ora possono consentire di stringere la distanza di sicurezza perché il problema di evitare le collisioni è stato risolto e la traiettoria dell'altra persona non può più cambiare nell'ultimo istante prima di passare.

Mai, in nessuna delle interazioni potenzialmente disastrose messe in scena, gli esperimenti hanno provocato una collisione. Siamo davvero dannatamente bravi in ​​questo. Calcoliamo inconsciamente quale sarà la futura distanza di separazione in un punto lontano di intersezione tra noi e l'altro pedone, e se quel valore non riesce a raggiungere la nostra distanza minima di sicurezza di 1 metro – circa la distanza di un passo – entrambi i pedoni entrano reciprocamente in una serie di correzioni di rotta fino a quando entrambi i nostri computer di bordo calcolano che il risultato sarà 1 m di spazio; ci atteniamo a quel corso e passiamo.

Riferimento:

Oliver, Marin, Cretual e Pettre (2012) Distanza minima prevista: una metrica comune per evitare le collisioni durante le interazioni di coppia tra camminatori. Andatura e postura 336: 399-404.