Согласно исследованию, проведенному учеными из Массачусетского технологического института, мозг человека не предназначен для поиска кратчайшего пути. Он ориентируется на выбор маршрута, наиболее точно указывающего на целевую точку.
Вычисление оптимального маршрута представляет собой одну из самых ресурсоемких задач для компьютеров, в то время как люди легко решают ее, причем в разных масштабах. Тем не менее, наблюдения демонстрируют, что маршруты, выбираемые человеком, не всегда соответствуют кратчайшему расстоянию между начальной и конечной точками, и эти отклонения требуют дальнейшего изучения.
Чтобы понять, почему люди не всегда выбирают самый короткий маршрут, исследователи из MIT совместно с коллегами из Франции, Китая и Италии изучили 552 478 GPS-треков, полученных от 14 380 пешеходов в двух крупных городах США — Бостоне и Сан-Франциско. Анализ показал, что пешеходы обычно выбирают не самый прямой или короткий путь, а тот, который наиболее точно указывает на желаемую точку назначения. Отклонения от кратчайшего маршрута становятся более заметными с увеличением расстояния между начальной и конечной точками. Примечательно, что выбранные маршруты существенно меняются, если поменять местами пункты отправления и назначения.
Векторная навигация, определяющая маршрут исходя из желаемого конечного пункта, используется многими животными, такими как кошки, грызуны и летучие мыши. Анализ данных показал, что векторная модель навигации точнее предсказывает реальные маршруты человека по сравнению с моделью, учитывающей минимизацию расстояния и случайные факторы.
На первый взгляд, векторная навигация должна строиться по кратчайшему маршруту, однако это может показаться парадоксальным. Разработанная учеными модель, вместо минимизации пройденного расстояния, стремилась к уменьшению расхождения между направлением на цель и направлением движения в каждой точке. В результате это оказалось более близко к тому, как ориентируются люди. То есть, людям свойственно избегать значительных отклонений от прямого направления на цель, даже если это приведет к более короткому пути.
Совпадение результатов, полученных в двух крупных американских городах с различной планировкой, навело ученых на мысль, что векторная навигация может быть общим принципом построения маршрутов для человека. Предполагается, что этот способ ориентирования, требующий меньших затрат энергии, позволяет мозгу направлять больше ресурсов на решение других задач. Таким образом, потеря времени компенсируется экономией вычислительных мощностей мозга.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature Computational Science.