Wie 13 Grad eine Menschenmenge in Chaos verwandeln können 🚶‍♂️

Die Bewegungen von Menschenmengen schwanken zwischen Ordnung und Chaos, ein Phänomen, das Forscher des MIT entschlüsselt haben. Ihr Ansatz kombiniert mathematische Modellierung und reale Experimente, um diese komplexen Dynamiken zu verstehen.

Das Team von Karol Bacik hat einen kritischen Schwellenwert in der Fußgängerbewegung identifiziert. Wenn Individuen um mehr als 13 Grad von ihrer ursprünglichen Trajektorie abweichen, verliert die Menge ihre linienförmige Organisation und gerät in eine ungeordnete Bewegung. Diese Entdeckung basiert auf einer detaillierten Analyse der Gehwinkel und Ausweichstrategien.


Die Forscher nutzten Gleichungen der Strömungsdynamik, um Fußgängerströme zu modellieren. Diese Methode, veröffentlicht in den Proceedings of the National Academy of Sciences, ermöglicht es, den Übergang zwischen organisierten und unorganisierten Bewegungen vorherzusagen. Die Simulationen wurden durch Experimente unter realen Bedingungen mit Freiwilligen, die Barcode-Hüte trugen, validiert.

Die Studie zeigt, dass die Effizienz der Bewegungen mit zunehmender Unordnung abnimmt. Öffentliche Räume könnten so gestaltet werden, dass übermäßige Gehwinkel minimiert werden, wodurch sicherere und flüssigere Ströme gefördert werden. Potenzielle Anwendungen reichen von Bahnhöfen über Stadien bis hin zu Einkaufszentren.

Karol Bacik betont die Bedeutung dieser Ergebnisse für die Stadtplanung. Durch das Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen von Menschenmassenbewegungen wird es möglich, gefährliche Situationen vorherzusehen und zu verhindern. Die Arbeit seines Teams ebnet den Weg für besser an die Bedürfnisse von Fußgängern angepasste Räume.


Die nächsten Schritte umfassen die Analyse von Videos realer Menschenmengen, um die Modelle zu verfeinern. Das Ziel ist es, Stadtplanern und Architekten einfache Werkzeuge zur Verfügung zu stellen, die die Fußgängerströme optimieren. Diese Forschung zeigt, wie Wissenschaft dazu beitragen kann, unseren Alltag zu verbessern.

Das Team plant außerdem, seine Arbeit auf andere Bereiche wie Notfall-Evakuierungen auszuweiten. Die Dynamik von Menschenmassen in Stresssituationen zu verstehen, könnte Leben retten. Die Perspektiven sind sowohl theoretisch als auch praktisch weitreichend.

Wie bilden Menschenmassen spontane Linien?

Menschenmassen neigen dazu, sich in Linien zu organisieren, wenn Individuen in entgegengesetzte Richtungen gehen. Dieses Phänomen, genannt 'Bildung von Gehbahnen', resultiert aus einem Selbstorganisationsmechanismus, bei dem jede Person ihre Trajektorie anpasst, um Kollisionen zu vermeiden. Forschungen zeigen, dass diese Organisation fragil ist und stark vom durchschnittlichen Gehwinkel abhängt.

Wenn dieser Winkel 13 Grad überschreitet, steigt die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen, was die etablierte Ordnung zerstört. Mathematische Modelle ermöglichen es, diesen Übergangspunkt präzise vorherzusagen. Diese Daten sind wichtig, um sicherere öffentliche Räume zu gestalten.

Warum Strömungsdynamik zur Untersuchung von Menschenmassen nutzen?

Die Strömungsdynamik bietet einen mächtigen mathematischen Rahmen zur Modellierung von Menschenmassenbewegungen. Indem die Menge als Fluid betrachtet wird, können Forscher individuelle Verhaltensweisen ignorieren und sich auf globale Eigenschaften konzentrieren. Dieser Ansatz vereinfacht die Analyse, behält aber eine hohe Genauigkeit bei.

Die verwendeten Gleichungen beschreiben, wie Dichte und Geschwindigkeit der Individuen im Raum und in der Zeit variieren. Sie ermöglichen es vorherzusagen, wann und wie Übergänge zwischen Ordnung und Chaos auftreten. Experimente unter realen Bedingungen validieren diese Vorhersagen und bestätigen den Nutzen der Methode.

Diese Analogie zwischen Fluiden und Menschenmassen ist nicht neu, aber die Arbeiten des MIT gehen weiter. Durch die präzise Quantifizierung kritischer Schwellenwerte eröffnen sie neue Möglichkeiten für die Stadtplanung.