Исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили, что наш мозг не предназначен для поиска кратчайшего пути. Вместо этого он выбирает маршрут, наиболее точно указывающий направление к цели.
Планирование маршрута для компьютера – одна из самых сложных вычислительных задач. Люди же справляются с ней эффективно в разных масштабах. Но наблюдения показывают: маршруты, которые выбирает человек, систематически отклоняются от кратчайшего пути между двумя точками, и эти отклонения до сих пор недостаточно изучены.
Ученые из MIT совместно с исследователями Франции, Китая и Италии проанализировали 552 478 GPS-треков от 14 380 пешеходов в Бостоне и Сан-Франциско, чтобы выяснить, почему люди не всегда следуют самому короткому маршруту. Выяснилось, что пешеходы чаще выбирают путь, более точно указывающий на конечную точку, чем самый прямой или короткий. Чем больше расстояние между начальной и конечной точками, тем чаще отклонения от кратчайшего пути. Замечательно, что выбранные пути статистически существенно отличаются, если поменять местами пункты отправления и назначения.
Направление движения, определяемое конечным пунктом, называется векторной навигацией. Множество животных, таких как кошки, грызуны и летучие мыши, используют этот способ для планирования маршрутов. На основе исследований ученые разработали модель векторной навигации человека, которая предсказывала реальный путь лучше, чем модель минимизации пройденного расстояния с учетом случайных факторов.
Векторная навигация, казалось бы, должна вести по самому короткому пути. Разработанная учеными модель же минимизировала разницу между направлением к цели и направлением движения в каждой точке, что оказалось более близким к тому, как ведут себя люди. Люди будто чувствуют неправильным идти сильно вбок от цели, даже если это даст кратчайший путь.
Учёные полагают, что векторная навигация может быть универсальным свойством планирования пути для человека, поскольку результаты совпадают для двух крупных городов США с разной планировкой. Векторная навигация, которая требует меньше усилий, чем вычисление кратчайшего маршрута, позволяет мозгу уделять больше энергии другим задачам.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature Computational Science.