成群結隊小訣竅,我們如何集體行動?

閱讀時間約 7 分鐘
  大家好,我是菜編。許多動物會成群結隊,包含你我這些人類,為了在多人移動時保持順暢,我們會跟著「周遭」人的動作改變自己的行動,譬如在上班時段的捷運站,下意識得跟著人龍走上車廂,過程中會不自覺和旁人轉向同一個方位,不過我們的注意力究竟有多廣?人潮洶湧,哪些人影響我們最多?不久前的研究成果告訴我們,依照你能看得多清楚

新期刊與熱騰騰的新發表

  五月十六日,本文發表在2022年才出版的《PNAS Nexus》上,這顆超新星是老字號《PNAS》的姊妹刊物,由美國國家科學院與牛津大學出版社協作出版,裡頭全是免費的開源內容!而發表團隊則來自布朗大學,任職的系所專業於認知、行為及語言學,透過多樣化的儀器與方法,學者得以用不同角度進行研究,今天要分享的專案,它的材料與方法就包含有電腦模擬、虛擬實境,還使用了紅外線攝影機追蹤即時的動作變化,聽起來是不是超科幻、超有趣!

排排隊一齊走,動物如何成群結隊?

  這個研究旨在了解人類如何形成群體,在動物王國裡,不管是飛鳥、走獸,或是昆蟲都有相同行為,但要想讓團體結構完整,不會走一走就掉隊,或是撞上隔壁小夥伴,個體間勢必要互相配合,但處在一個碩大的動物群中,並不可能注意範圍廣到「全部」夥伴吧!
  到目前為止,學界發展出三種模型解釋動物如何集結成群(翻譯不能,只能請各位見諒了......)。其一 Metric neighborhood,在這個模型中,觀察者會被處在「固定距離」中的所有個體影響,其二 Topological neighborhood 則說明會影響觀察者的鄰居「數量固定」,只受前後優先順序影響,最後的模型 Visual neighborhood 特別強調「能見度」的重要性,看不清楚的鄰居,想當然帶來的影響就相對較少。
A. 高密度 B. 低密度 紅色曲線涵蓋的範圍是 Metric neighborhood 的可互動距離,黑色虛線是依照 opological neighborhood 的定義所指出固定可互動數量的個體。C. 圖則說明了 Visual neighborhood 模型如何運作的。

說這麼多,人類又是怎麼辦到的呢?

  研究分成三階段,並以受試者的最後頭朝向與轉頭的速度判斷符合哪一個模型的預測,打個比方,如果你突然仰視天空並大喊:「ㄟ!那是什麼?」,你周圍的人也會跟著抬頭張望,這時的你就成了影響別人的干擾源,離你越近的人抬頭速度就越快,角度也會更相似,而根據不同模型的定義,因為距離、數量和可視度等因素,所帶來的影響便會有所出入。
  第一個實驗在虛擬實境中進行測試,受試者戴著VR眼鏡,視野裡的人群稠密度有高有低,看的方向都不太一樣,根據 Topological neighborhood 模型來看,可以互動的數量維持不變,密度的變化對觀察者來說相對沒有影響,但若參照 Metric neighborhood 的觀點,數量相同但密度比較低的情況會造成外圈距離變遠,因而超過觀察範圍,影響程度因此減少,這個差距甚至會隨著干擾源(Perturbed Neighbors)增多而趨於明顯,而如果以 Visual neighborhood 檢視這個現象,倒比較輕微,密度所造成的影響較少。
在兩個實驗中,真實數據跟電腦對不同模型模擬結果的比較。實線為真實數據,虛線是模型模擬結果。
  把模型預測結果和實驗結果互相比對後發現:人類形成群集的機制似乎遵循 Metric 跟 Visual neighborhood 模型,後者甚至更好一些。不過,這個結論卻在實驗二被馬上修正,當研究者增加一些「轉頭方向和觀察者相同」的虛擬人類,便會使得 Metric neighborhood 的預測失準!各位讀者能把他們想像成緩衝海綿,只要這些人的影響程度越顯著,觀察者的行為變化就會越小,所以在高密度的情況下,緩衝人們距離比較近,緩衝效果理應較顯著,可是預測結果卻和真實數據對不太上,三個模型中,只有 Visual neighborhood 預測得較準確
虛擬實境的俯視圖,觀察者位於 X 標記處
  結束虛擬實境的體驗後,接踵而來的是真人群測試,由於真人頭的轉向不太可能控制,所以各位可以用實驗一來做對比。結果發現,在一定的範圍內,人群密度比較高的時候,每個人看的方向會差不多,符合 Metric neighborhood 的預期,但只要距離拉太遠,就會失準,如果要同時檢視密度跟距離兩者的影響力,僅有 Visual neighborhood 模型是始終如一的不死之軀
以距離(x)和遮蔽程度(y)作圖。符合 Visual neighborhood 模型的預期:
當距離跟密度提高時,遮蔽程度會增加,而觀察者並不會受完全被遮蔽的行人影響

疏散方式新觀點,有趣又重要的新文章

  所以說,就結論來看,Metric 跟 Visual neighborhood 模型應該都能解釋人類如何形成群體,只是後者顯然可以應付更多變因,若著重於討論密度的差別,用 Metric neighborhood 模型解釋就綽綽有餘,但加上距離變因後,想在不同的情況下皆適用,Visual neighborhood 模型會是更好的選擇。
像演唱會這樣人多的地方,就需要規畫好完善的疏散措施
  今天這篇文章的研究內容很重要,試想很多人潮壅擠的場合,疏散動線如何安排攸關到參與者的生命安全,現在我們知道人類形成群體的機制如何,也就能做出更好的應對措施。順道一提,我真的好喜歡這種除了假說外,還有解釋理論的發表,希望未來自己也能進行類似的研究!

參考資料:

  1. Trenton D Wirth and others, Is the neighborhood of interaction in human crowds metric, topological, or visual?, PNAS Nexus, Volume 2, Issue 5, May 2023, pgad118, https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgad118
  2. PNAS Nexus:https://www.pnas.org/post/update/introducing-pnas-nexus
  3. 布朗大學:https://www.brown.edu/academics/cognitive-linguistic-psychological-sciences/about
追蹤我個人的粉專→https://www.facebook.com/brainhavemouth
追蹤Sky in the wallhttps://www.facebook.com/skyinthewall

喜歡我的文章按讚追蹤加分享!或是斗內起來!

也能在留言處提出你的看法喔!
avatar-img
2.6K會員
182內容數
寶可夢可能是許多人的兒時回憶,但它不僅是一部卡通,裡面其實蘊含相當多的生物知識,讓我們一起從演化生物學、生態學、發育學、比較解剖學……,一起從頭到腳認識寶可夢,成為寶可夢大師吧!
留言0
查看全部
avatar-img
發表第一個留言支持創作者!
陳政佑的沙龍 的其他內容
大家好,我是菜編。新冠疫情開始爆發已經是2019的事,剎那間全世界不知所措,好不容易才將疫情控制下來,各國重新通航,旅客們紛紛出境,最近在臺北街頭常聽到字正腔圓的日語、韓語,每次都嚇我好大一跳。能達到如此成果,有賴於防疫措施,以及發揮效用的疫苗跟藥物,還有絕不可忘的,是那些在人體試驗前受試的實驗動物
大家好,我是菜編。社交行為(Social behavior)指的是同種動物間的互動過程,想研究這種行為,科學家可以使用真實的動物夥伴、影片,抑或是模仿真實動物移動軌跡的虛擬黑點來進行實驗,然而真的動物無法控制,導致行為實驗執行困難,影片因為只能重複播放,動物很快就會失去興趣,而黑點,顯然缺乏真實的視
大家好,我是菜編。神經傳導物質(Neurotransmitter)是一些化學分子,在神經元間傳送,身負重要訊息,若有異常,則會影響到動物行為,其中巴金森氏症(Parkinson's disease)和情緒低落,兩者和多巴胺(Dopamine)濃度過低相關,為了有更好的診斷方法,發展更優良的醫療器材,
在音樂祭或是演唱會之類的場合,除了有臺上的熱情演出外,總會見到一群人在臺下搖頭晃腦,以前我很難想像他們在幹嘛,但在今年參加的幾場演出中,我發現自己竟也不自覺地跟著舞動,雖然還不敢跑進去衝撞,但跟著音樂倒是跳好跳滿。為什麼現場演出有讓人跳起來的神奇魔力呢?
上週父親節當天刊登的報告,更提升了我們對動物認知的理解,文章發布於現今生物學(Current Biology),第一作者是劍橋大學心理系的戴維斯,除此之外,作者群也包含具生命科學專長的研究人員,集結兩個領域,他們發現寬吻海豚(Common bottlenose dolphin)具備「類情節記憶」。
在自閉症的眾多特質中,有些人像禹英禑律師一樣,對聲音特別敏感,不過會這樣的原因並不只有一個,所以為何禹律師有這樣的特質,我無法實際解釋,但今天要分享的研究會提供一個可能性!研究團隊以具FMR1基因缺失的幼年斑馬魚為研究對象,希望能知道大腦功能會因此發生什麼改變?
大家好,我是菜編。新冠疫情開始爆發已經是2019的事,剎那間全世界不知所措,好不容易才將疫情控制下來,各國重新通航,旅客們紛紛出境,最近在臺北街頭常聽到字正腔圓的日語、韓語,每次都嚇我好大一跳。能達到如此成果,有賴於防疫措施,以及發揮效用的疫苗跟藥物,還有絕不可忘的,是那些在人體試驗前受試的實驗動物
大家好,我是菜編。社交行為(Social behavior)指的是同種動物間的互動過程,想研究這種行為,科學家可以使用真實的動物夥伴、影片,抑或是模仿真實動物移動軌跡的虛擬黑點來進行實驗,然而真的動物無法控制,導致行為實驗執行困難,影片因為只能重複播放,動物很快就會失去興趣,而黑點,顯然缺乏真實的視
大家好,我是菜編。神經傳導物質(Neurotransmitter)是一些化學分子,在神經元間傳送,身負重要訊息,若有異常,則會影響到動物行為,其中巴金森氏症(Parkinson's disease)和情緒低落,兩者和多巴胺(Dopamine)濃度過低相關,為了有更好的診斷方法,發展更優良的醫療器材,
在音樂祭或是演唱會之類的場合,除了有臺上的熱情演出外,總會見到一群人在臺下搖頭晃腦,以前我很難想像他們在幹嘛,但在今年參加的幾場演出中,我發現自己竟也不自覺地跟著舞動,雖然還不敢跑進去衝撞,但跟著音樂倒是跳好跳滿。為什麼現場演出有讓人跳起來的神奇魔力呢?
上週父親節當天刊登的報告,更提升了我們對動物認知的理解,文章發布於現今生物學(Current Biology),第一作者是劍橋大學心理系的戴維斯,除此之外,作者群也包含具生命科學專長的研究人員,集結兩個領域,他們發現寬吻海豚(Common bottlenose dolphin)具備「類情節記憶」。
在自閉症的眾多特質中,有些人像禹英禑律師一樣,對聲音特別敏感,不過會這樣的原因並不只有一個,所以為何禹律師有這樣的特質,我無法實際解釋,但今天要分享的研究會提供一個可能性!研究團隊以具FMR1基因缺失的幼年斑馬魚為研究對象,希望能知道大腦功能會因此發生什麼改變?
你可能也想看
Google News 追蹤
Thumbnail
這個秋,Chill 嗨嗨!穿搭美美去賞楓,裝備款款去露營⋯⋯你的秋天怎麼過?秋日 To Do List 等你分享! 秋季全站徵文,我們準備了五個創作主題,參賽還有機會獲得「火烤兩用鍋」,一起來看看如何參加吧~
Thumbnail
11/20日NVDA即將公布最新一期的財報, 今天Sell Side的分析師, 開始調高目標價, 市場的股價也開始反應, 未來一週NVDA將重新回到美股市場的焦點, 今天我們要分析NVDA Sell Side怎麼看待這次NVDA的財報預測, 以及實際上Buy Side的倉位及操作, 從
Thumbnail
Hi 大家好,我是Ethan😊 相近大家都知道保濕是皮膚保養中最基本,也是最重要的一步。無論是在畫室裡長時間對著畫布,還是在旅途中面對各種氣候變化,保持皮膚的水分平衡對我來說至關重要。保濕化妝水不僅能迅速為皮膚補水,還能提升後續保養品的吸收效率。 曾經,我的保養程序簡單到只包括清潔和隨意上乳液
Thumbnail
在 2023 年 12 月的《每周掘金電子報》中,我精選了一些有趣的機會,可以幫助你擺脫朝九晚五的苦差事,找到自己熱愛的工作。 其中最推薦的是「打造電子報帝國」的專題,教你如何從零開始,建立一個成功的電子報業務,並賺取 100 萬美元!
Thumbnail
今天我要跟大家聊聊一個很有趣的幣種,它叫做Tether USDt (USDT)。你可能會問,這個幣種有什麼特別的呢?它不就是一個跟美元掛鉤的穩定幣嗎?沒錯,它確實是一個穩定幣,但是它的背後有很多故事和秘密,讓我們一起來揭開它的神秘面紗吧! 首先,我們要了解一下Tether USDt (USDT
Thumbnail
這陣子,我在讀《破除有毒心態,開啟自控力》。裡面的概念,對我對我來說是已知的,所以讀來非常輕鬆。 例如:第四章〈接受內在陰影,找回完整自我〉裡面援引的「內在家庭系統」和「自我撫育」,用「多元心智」來打破過去在心理學界相當流行的「單一人格」概念,以及以此為基準延伸而出的多重人格和人格分裂⋯⋯等等的診斷
Thumbnail
打破固著,增加看事情的角度,讓我們走在趨吉避凶的人生道路上 ​
Thumbnail
1991年上映的《大紅燈籠高高掛》改編自蘇童的小說《妻妾成群》,是時代的悲劇也是人性的扭曲……和我們一起來了解早年婚姻中女性所遭受的壓迫,以及這部經典中的巧思吧。
Thumbnail
我的確是搞得狼狽,又口乾舌燥...
Thumbnail
猛獸總是獨行,牛羊才成群結隊。 這句話原本是從自魯迅的《春末閒談》文章裡所擷取的,雖然如今的闡述與作者原本所要表達的本意不同,但現今這句話卻呈現出一位勇者追求理想而不尋求俗世的認同。 猛獸總是獨自行動,而牛羊才需成群結隊。一個勇者在追求理想時,他常常與俗世的觀念背道而馳,他不在乎世人的眼光,更不附
Thumbnail
這個秋,Chill 嗨嗨!穿搭美美去賞楓,裝備款款去露營⋯⋯你的秋天怎麼過?秋日 To Do List 等你分享! 秋季全站徵文,我們準備了五個創作主題,參賽還有機會獲得「火烤兩用鍋」,一起來看看如何參加吧~
Thumbnail
11/20日NVDA即將公布最新一期的財報, 今天Sell Side的分析師, 開始調高目標價, 市場的股價也開始反應, 未來一週NVDA將重新回到美股市場的焦點, 今天我們要分析NVDA Sell Side怎麼看待這次NVDA的財報預測, 以及實際上Buy Side的倉位及操作, 從
Thumbnail
Hi 大家好,我是Ethan😊 相近大家都知道保濕是皮膚保養中最基本,也是最重要的一步。無論是在畫室裡長時間對著畫布,還是在旅途中面對各種氣候變化,保持皮膚的水分平衡對我來說至關重要。保濕化妝水不僅能迅速為皮膚補水,還能提升後續保養品的吸收效率。 曾經,我的保養程序簡單到只包括清潔和隨意上乳液
Thumbnail
在 2023 年 12 月的《每周掘金電子報》中,我精選了一些有趣的機會,可以幫助你擺脫朝九晚五的苦差事,找到自己熱愛的工作。 其中最推薦的是「打造電子報帝國」的專題,教你如何從零開始,建立一個成功的電子報業務,並賺取 100 萬美元!
Thumbnail
今天我要跟大家聊聊一個很有趣的幣種,它叫做Tether USDt (USDT)。你可能會問,這個幣種有什麼特別的呢?它不就是一個跟美元掛鉤的穩定幣嗎?沒錯,它確實是一個穩定幣,但是它的背後有很多故事和秘密,讓我們一起來揭開它的神秘面紗吧! 首先,我們要了解一下Tether USDt (USDT
Thumbnail
這陣子,我在讀《破除有毒心態,開啟自控力》。裡面的概念,對我對我來說是已知的,所以讀來非常輕鬆。 例如:第四章〈接受內在陰影,找回完整自我〉裡面援引的「內在家庭系統」和「自我撫育」,用「多元心智」來打破過去在心理學界相當流行的「單一人格」概念,以及以此為基準延伸而出的多重人格和人格分裂⋯⋯等等的診斷
Thumbnail
打破固著,增加看事情的角度,讓我們走在趨吉避凶的人生道路上 ​
Thumbnail
1991年上映的《大紅燈籠高高掛》改編自蘇童的小說《妻妾成群》,是時代的悲劇也是人性的扭曲……和我們一起來了解早年婚姻中女性所遭受的壓迫,以及這部經典中的巧思吧。
Thumbnail
我的確是搞得狼狽,又口乾舌燥...
Thumbnail
猛獸總是獨行,牛羊才成群結隊。 這句話原本是從自魯迅的《春末閒談》文章裡所擷取的,雖然如今的闡述與作者原本所要表達的本意不同,但現今這句話卻呈現出一位勇者追求理想而不尋求俗世的認同。 猛獸總是獨自行動,而牛羊才需成群結隊。一個勇者在追求理想時,他常常與俗世的觀念背道而馳,他不在乎世人的眼光,更不附