https://frosthead.com

Bagaimana Fluid Dynamics Dapat Membantu Anda Menavigasi Orang

Dari atas, kerumunan orang tampak seperti koloni semut yang berkeliaran. Dari lebih jauh lagi, individu-individu tampaknya berbaur menjadi massa cairan yang mengalir melalui suatu area. Dan sampai batas tertentu, dinamika kerumunan dapat dipelajari dengan teknik yang sama yang digunakan untuk mempelajari dinamika fluida atau sistem besar partikel yang berinteraksi. Akibatnya, fisikawan dan ilmuwan komputer dapat memberi kita wawasan tentang cara bernavigasi, misalnya, pawai protes atau pelantikan presiden.

Orang-orang yang mempelajari kerumunan menggunakan kombinasi studi observasi dan pemodelan matematika untuk memahami bagaimana massa yang bergolak ini biasanya berperilaku. Dalam 20 tahun terakhir, para peneliti telah menemukan bahwa pejalan kaki cenderung mengatur diri sendiri. Misalnya, orang banyak secara alami membentuk jalur yang terbentuk ketika orang berjalan di arah yang berlawanan, seperti di lorong. Ketika dua kelompok orang berjalan dengan sudut yang tepat satu sama lain, mereka menemukan cara untuk saling melewati tanpa berhenti.

Tentu saja, ada beberapa perbedaan penting antara kerumunan dan partikel yang berinteraksi. Yaitu, "partikel tidak memiliki niat, " kata Dirk Helbing, seorang peneliti di Institut Teknologi Federal Swiss di Zurich yang mempelajari ilmu sosial komputasi. Tetapi beberapa hukum alam yang sama berlaku untuk kedua situasi, yang berarti peneliti kerumunan telah berhasil menggunakan model serupa untuk mempelajari kerumunan seperti yang digunakan oleh fisikawan untuk mempelajari aliran partikel.

Untuk setiap penonton, ada dua kekuatan utama yang bekerja. Yang pertama adalah kekuatan pendorong yang mendorong setiap individu menuju tujuan mereka. Yang kedua adalah kekuatan sosial yang mencegah mereka bertabrakan dengan orang lain. Yang menarik, kekuatan sosial itu terkait dengan gaya tolak di antara dua elektron, yang berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara mereka — dengan kata lain, gaya itu berkurang ketika jarak antar partikel meningkat.

Tetapi dalam kasus manusia, waktu menggantikan jarak, lapor peneliti Brian Skinner, Ioannis Karamouzas, dan Stephen J. Guy pada 2014 di jurnal Physical Review Letters (animasi di atas adalah dari ruang belajar mereka). Pikirkan tentang hal ini: Anda tidak harus mengambil tindakan menghindar ketika Anda berjalan di samping seseorang yang berjalan ke arah yang sama dengan Anda, bahkan jika Anda sangat dekat. Tetapi Anda akan menyingkir jika Anda berjalan lurus ke arah orang lain. Orang-orang menyesuaikan jalan mereka berdasarkan perhitungan mental bawah sadar tentang berapa lama bagi mereka untuk saling bertabrakan.

Sebagian besar waktu, orang banyak mengalir di sepanjang jalan ini, setiap orang menggunakan hukum kuadrat terbalik ini untuk menghindari tabrakan saat mencapai tujuan mereka sendiri. (Yaitu, mereka memberi diri mereka cukup waktu untuk bereaksi terhadap orang-orang di sekitar mereka.) Tetapi ketika kepadatan orang banyak meningkat, prinsip pengorganisasian itu mulai rusak. Ketika orang-orang sangat padat sehingga mereka harus saling menyentuh, mereka seringkali tidak dapat memodulasi kecepatan dan arah berjalan mereka untuk menghindari tabrakan.

Itu adalah situasi yang sangat padat yang dapat menyebabkan jenis-jenis bencana massa yang menjadi berita utama dalam beberapa tahun terakhir. Selama ziarah haji 2006 ke Mekah, misalnya, ratusan orang terbunuh dan lebih dari 1.000 lainnya terluka ketika para peziarah yang membanjiri tembok batu besar tersandung barang bawaan yang jatuh dari bus yang bergerak. Ini bukan pertama kalinya terjadi penyerbuan mematikan selama ritual, yang menarik sekitar 2 juta orang setiap tahun: Pada tahun 1990, lebih dari 1.000 peziarah meninggal ketika sebuah penyerbuan pecah di sebuah terowongan tertutup.

Demikian pula, pada 2010, festival dansa elektronik Jerman Love Parade berubah tragis ketika ribuan pengunjung festival mencoba menyalurkan melalui terowongan sempit ke halaman festival. Kemacetan yang ketat menyebabkan kepanikan di antara kerumunan, dan pawai dengan cepat berubah menjadi massa yang menghancurkan. Akhirnya 21 pengunjung festival meninggal karena mati lemas, dan setidaknya 500 lainnya terluka; parade ditutup secara permanen.

Burung hantu yang menari-nari di sekitar Kolom Kemenangan selama Love Parade tahunan ke-13 di Berlin, 21 Juli 2001. Video tentang bencana kerumunan yang menimpa parade pada tahun 2010 telah memberi para peneliti wawasan tentang dinamika kerumunan. Burung hantu yang menari-nari di sekitar Kolom Kemenangan selama Love Parade tahunan ke-13 di Berlin, 21 Juli 2001. Video tentang bencana kerumunan yang menimpa parade pada tahun 2010 telah memberi para peneliti wawasan tentang dinamika kerumunan. (Reuters / Alamy)

Untuk alasan yang jelas, adalah tidak etis untuk merancang sebuah studi untuk melihat bagaimana orang berperilaku dalam situasi yang penuh dengan bahaya. Tetapi dengan melihat video-video tentang bencana keramaian seperti ini, para peneliti telah memperoleh wawasan tentang bagaimana mereka terjadi — dan bagaimana mereka dapat dihindari.

Ketika kerumunan semakin padat, arus pejalan kaki yang mulus bergerak maju dan menghindari tabrakan memberi jalan pada apa yang disebut gelombang berhenti-dan-pergi. Ini pada dasarnya seperti apa suaranya: kerumunan itu terlalu padat bagi orang untuk bergerak maju terus, sehingga orang bergerak maju ke celah apa pun. Kemudian, mereka berhenti dan menunggu kesempatan lain untuk bergerak maju. Gelombang stop-and-go tidak selalu menandakan bencana. Namun, kata Helbing, "gelombang stop-and-go adalah sinyal peringatan di muka untuk situasi di kerumunan menjadi kritis."

Segalanya menjadi sangat berbahaya jika kerumunan terus menjadi lebih padat, atau orang-orang membuat gerakan yang tidak terduga. Pada titik itu alirannya bisa menjadi turbulen dan kacau, dengan orang-orang didorong secara acak ke arah yang berbeda. Bencana dapat pecah ketika, katakanlah, satu orang tersandung, menyebabkan orang lain terdorong ke tempatnya dan menginjak-injak atau tersandung. Helbing mengatakan bahwa kadang-kadang digambarkan sebagai "efek lubang hitam, " dengan semakin banyak orang tersedot. "Ini benar-benar hal yang mengerikan, " kata Helbing.

Karena sifat dan perilaku kerumunan manusia sangat tak terduga, para peneliti kerumunan enggan memberikan saran umum tentang cara menavigasi mereka. (Strategi yang biasanya mereka sarankan adalah menjauhi kerumunan sejak awal.) Untuk lebih baik atau lebih buruk, banyak tanggung jawab untuk keselamatan kerumunan jatuh pada penyelenggara acara daripada orang-orang yang berpartisipasi di dalamnya. Seperti yang diperlihatkan oleh bencana haji dan Love Parade, penyelenggara harus berusaha menghindari kemacetan dan daerah-daerah di mana arus dalam arah yang berbeda cenderung saling berseberangan.

Tetapi jika Anda akan menemukan diri Anda dalam kerumunan besar dalam waktu dekat, mereka memiliki beberapa tips. Tergantung pada kepadatan orang banyak, orang cenderung melihat sekitar 1-3 detik di masa depan, dengan orang-orang melihat cakrawala waktu yang lebih lama di keramaian yang jarang daripada di padat. "Semakin jauh Anda bisa melihat ke masa depan semakin baik Anda bisa bergerak melalui kerumunan, " kata Skinner. "Mencari 3 atau 4 detik ke depan memberi Anda keuntungan lebih dari orang yang hanya melihat 1 atau 2 detik ke depan." Jadi, jika Anda tetap fokus dan memindai area yang lebih luas, Anda mungkin dapat mengantisipasi masalah dan merencanakan rute yang lebih baik.

Pilihan Anda berbeda tergantung pada apakah kerumunan berada di lokasi terbuka atau tertutup, kata Karamouzas. Jika berada di lokasi terbuka dan Anda mulai memperhatikan gelombang stop-and-go atau merasa tidak aman karena alasan lain, Anda bisa keluar dari kerumunan. Di sisi lain, jika area itu dipagari atau dipagari, “mencoba melakukan hal itu dapat membuat lebih banyak kepanikan.” Membantu menggarisbawahi poin itu: “Anda harus menghindari arus. Itu membuat segalanya jauh lebih buruk, ”katanya. Dia menambahkan bahwa di ruang tertutup yang besar, tampaknya sisi-sisinya lebih berbahaya daripada bagian tengah, meskipun dia mencatat bahwa tidak ada cukup penelitian untuk mengetahui itu secara pasti atau mengerti mengapa. Tetapi yang paling penting, katanya, "selalu tahu di mana pintu darurat berada."

Untuk meninjau: Tetap waspada, ikuti arus, dan biarkan opsi keluar Anda tetap terbuka. Mengalir dengan aman!

Bagaimana Fluid Dynamics Dapat Membantu Anda Menavigasi Orang