Космос под ногами: спецпроект Naked Science о космонавтике и «трудной» нефти
Читать
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
19.10.2021
Мария Осетрова
13
52 632

Мозг не ищет кратчайший путь при планировании маршрута

4.9

Ученые из MIT выяснили, что наш мозг не оптимизирован для того, чтобы искать самый короткий маршрут. Вместо этого он выбирает путь, который точнее всего указывает на конечное направление.

Кроме того, оптимальный путь в одном направлении может не совпадать с оптимальным путем обратно (синий путь не совпадает с красным). / © MIT
Кроме того, оптимальный путь в одном направлении может не совпадать с оптимальным путем обратно (синий путь не совпадает с красным). / © MIT

Для компьютера планирование маршрута — одна из самых вычислительно сложных задач, а вот люди справляются с ней удивительно эффективно, причем в различных масштабах. Однако наблюдения показывают, что маршруты, которые выбирает человек, систематически отклоняются от кратчайшего пути между двумя точками, и эти расхождения до сих пор недостаточно изучены.

Чтобы узнать, почему люди не всегда идут по самому короткому маршруту, ученые из MIT вместе с коллегами из Франции, Китая и Италии проанализировали 552 478 GPS-треков от 14 380 пешеходов в двух крупных городах США — Бостоне и Сан-Франциско. Оказалось, пешеходы, как правило, выбирают не самый прямой или самый короткий путь — а тот, который точнее всего указывает на конечную точку. При этом люди тем чаще отклоняются от кратчайшего пути, чем больше было расстояние между исходной и конечной точками. Интересно, что выбранные пути статистически значимо отличаются, если поменять пункты отправления и назначения местами.

Выбор пути на основании конечного направления называют векторной навигацией, и известно, что многие животные — например, кошки, грызуны, летучие мыши — пользуются именно таким подходом при планировании маршрута. На основании результатов анализа ученые создали векторную модель навигации, которая предсказывала реальный человеческий маршрут лучше, чем модель, основанная на минимизации пройденного расстояния со стохастическими эффектами.

На первый (интуитивный) взгляд, векторная навигация и должна вести по кратчайшему пути, и это слегка сбивает с толку. Разработанная учеными модель вместо того, чтобы минимизировать пройденное расстояние, минимизировала разницу между направлением на конечную цель и направлением движения в каждой точке: и получилось, что это лучше соответствует тому, что делают люди. То есть люди как будто бы чувствуют неправильным идти сильно вбок от цели, даже если в конечном счете это даст кратчайший путь.

Поскольку результаты совпадают для двух крупных городов США с разной планировкой, ученые предполагают, что векторная навигация может быть универсальным свойством планирования пути для человека. Вероятно, векторная навигация, которая требует меньше усилий, чем вычисление кратчайшего маршрута, позволяет мозгу уделять больше энергии другим задачам. Проигрыш во времени компенсируется выигрышем в вычислительных мощностях мозга.

Статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature Computational Science.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 11:09
Сергей Васильев

Венерины мухоловки регистрируют до пяти стимуляций чувствительных волосков, чтобы захлопнуть свою ловушку и начать переваривание. Но уникальный мутант Dyscalculia не может «считать» даже до двух. Ученые показали, что это связано с нарушением восприятия ионов кальция.

Вчера, 16:24
Анна Новиковская

Сегодня популяции многих видов пчел в упадке, и британские исследователи предложили еще один способ спасти этих насекомых: превратить часть кирпичей в стенах домов в «мини-ульи».

Позавчера, 17:19
Александр Березин

Игру 2013 года и выходящий с января 2023 года сериал по ней часто принимают за научную фантастику. То есть произведение, основанное на предположениях, не противоречащих науке. Однако вряд ли дело обстоит таким образом. Проблема в том, что создатели мира The Last of Us слишком некритично подошли как к научному фундаменту, на котором основан их мир постапокалипсиса, так и к тому, что думает наука о самой реальности «постапов». Naked Science пробует разобраться в деталях.

Вчера, 11:09
Сергей Васильев

Венерины мухоловки регистрируют до пяти стимуляций чувствительных волосков, чтобы захлопнуть свою ловушку и начать переваривание. Но уникальный мутант Dyscalculia не может «считать» даже до двух. Ученые показали, что это связано с нарушением восприятия ионов кальция.

Вчера, 16:24
Анна Новиковская

Сегодня популяции многих видов пчел в упадке, и британские исследователи предложили еще один способ спасти этих насекомых: превратить часть кирпичей в стенах домов в «мини-ульи».

Позавчера, 17:19
Александр Березин

Игру 2013 года и выходящий с января 2023 года сериал по ней часто принимают за научную фантастику. То есть произведение, основанное на предположениях, не противоречащих науке. Однако вряд ли дело обстоит таким образом. Проблема в том, что создатели мира The Last of Us слишком некритично подошли как к научному фундаменту, на котором основан их мир постапокалипсиса, так и к тому, что думает наука о самой реальности «постапов». Naked Science пробует разобраться в деталях.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

5 января
Александра Медведева

Биологи показали, что нейронные сети гиппокампа, ответственные за пространственное восприятие, изменяются не линейным образом, а в соответствии с гиперболической геометрией. То есть мозг представляет пространство в форме расширяющихся песочных часов. Результаты исследования могут иметь значение для лучшего понимания различных нейродегенеративных расстройств.

[miniorange_social_login]

Комментарии

13 Комментариев

26.10.2021
-
0
+
Все почему то упускают из виду, что человек изначально не имеет загруженной в мозг карты местности и планируя маршрут он не представляет вид сверху. Зачастую даже наоборот - увидев карту можно сильно удивиться что знакомая местность имеет не совсем такую планировку, как мы себе представляли.
А ещё человеческий мозг порой ищет приятные маршруты. Я сам зачастую выберу не кратчайший, но с приятными видами природы
24.10.2021
-
0
+
как любитель пройтись пешком могу сказать что исследования проведены "сухо", без учёта других факторов, из-за которых был выбран именно этот путь, а не тот, что короче. для примера, от моего дома до дома моей девушки есть два пути - стандартный на 30 минут, который состоит из 4 поворотов и 1 пешеходного перехода, и путь короче на ~10 минут, состоящий из 5 пешеходных переходов, туевой хучи поворотов и примерно трёх "блять, не тот поворот". так же короткий путь имеет большие шансы зарасти воротами
24.10.2021
-
3
+
В кратце объясню ебанашкам, мозг ищет кротчайший и удобный путь, а если ты ебанашка из серии безымянных псевдо учёных то твой мозг ебет твои :ноги, руки, жопу
Конечно, это будет не всегда кратчайший путь, потому что не учитываются некоторые факторы, которые учитывает мозг: 1) уровень здоровья. Например, у человека больные ноги или сердце и на кратчайшем пути есть подъем, по которому физически тяжело идти, или какие - то другие трудности- ямы, через которые больной человек не перепрыгнет и пр.;2) предыдущий опыт , например, на кратчайшем пути могут быть негативные моменты, с которыми человеку неприятно сталкиваться (дом начальника, какой-нибудь притон, или хулиганы живут и пр.) 3) проводятся ремонтные работы на кратчайшем пути, и проходить там опасно. И прочее. Головной мозг человека - это шедевр творения, он очень умный и делает многие вещи автоматически, мы даже не задумываемся об этом...
-
0
+
"То есть люди как будто бы чувствуют неправильным идти сильно вбок от цели, даже если в конечном счете это даст кратчайший путь" Не факт, что в реальном мире кратчайший путь будет проходим. Там может быть начальник, заражение радиацией или провал в земле. Поэтому отдаляясь от цели вбок нужно планировать возврат в случае непроходимости бокового участка. Сталкивался с этим багом в навигаторе, когда он повел меня по кратчайшему маршруту, а участок дороги был закрыт на ремонт. Я выбирался больше часа, т.к. кратчайшая дорога была на окраине между микрорайонами, рядом с ней односторонние для въезда в город, исключить ее я не смог и пришлось вернуться почти в исходную точку и вручную проложить маршрут по карте.
-
3
+
Карта - это проекция местности на плоскость, как учили нас на парах по геодезии. Местность не равно карта. На карте короче - совсем не значит что на местности тоже короче. Пример - многие еврогорода холмистые. На карте короче - это идти в подьем тяжело предположим. А короче "по ощущениям" - обогнуть раза 3, длиннее по пути, зато в подьем идти не так круто. На Западе в парках и холмах, кстати, часто применяются такие ленточные огибающие дорожки-тропинки ,которые облегчают подьем в гору даже пожилым людям с проблемами передвижения. Но у нас же, блин, везде такие тропиночки что прямо в лоб идут в гору или в холм, ну как будто все поголовно прям краповые береты.
Как гласит армейская мудрость, - кратчайший путь между точками есть кривая, которая позволяет избежать встречи с начальством!
Кратчайший путь вовсе не всегда самый быстрый. Даже в физике. Например, наискорейший наклонный спуск происходит не по наклонному отрезку, а по более длинной кривой брахистохроне. Кроме оптимизации времени на более длинном маршруте, могут быть и другие критерии выбора более длинного пути. Вероятно, человек планирует более многофакторно, чем одна лишь сама по себе минимальная длина пути.
    19.10.2021
    -
    0
    +
    Упоминаются некие вычислительные мощности" мозга, то есть его напрямую сравнивают с компьютером или арифмометром) человек состоит отнюдь не только из мозга и количество систем, учавствующих в принятии решения на данный момент известно несколько. Компьютеру нет необходимости перемещаться по построенному маршруту, параллельно думая о том, как оплатить счета за электричество и не попасть под камаз. Поэтому всегда результат будет разный, у человека и алгоритма
    +
      ещё комментарии
      19.10.2021
      -
      0
      +
      Прикол в том что в статье описан алгоритм позволяющий предсказывать человеческий маршрут. То есть имеется практическое подтверждение теории о векторной навигации в применении к человеку. Ну и предположение, что человеческий мозг не считает расчет кратчайшего маршрута приоритетной задачей, тоже выглядит убедительно.
    -
    1
    +
    Именно. Один из таких неочевидных факторов - человеку (или в общем случае животному) необязательно доходить до конечной точки пути. Они могут просто не знать конечной точки. Они могут идти на звук потерявшегося детеныша или водопада как ориентира. Путь вбок может оказаться непроходимым, а услышать детеныша может быть возможным в ста метрах по направлению к цели. Пока будешь идти вбок, детеныш или потерявшийся может перестать кричать и миссия будет провалена.

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: