Burçin Becerik-Gerber hade precis återvänt till sitt hotellrum i London när hon fick röstmeddelandena från sina söners grundskola i L.A. Det första meddelandet meddelade en nödlåsning; det fanns ett hot i skolan.

När hon lyssnade på serien av röstmeddelanden, Becerik-Gerber kändes som timmar hade gått. Så långt borta från hennes söner, hon kände sig hjälplös. Det senaste meddelandet delade att incidenten var löst och föräldrar kunde hämta sina barn, men hon kämpade fortfarande för att finna lindring.

När Becerik-Gerber kom hem, hon undrade vad hon kunde göra för att förändra saker och ting. Hur kunde professorn vid USC Viterbi School of Engineering använda sin expertis – i intelligenta byggnader som är lyhörda för människor – för att göra elever som hennes söner säkrare?

"Bara för att du inte kan göra allt, " Hon sa, "betyder inte att du inte ska göra något."

I ett försök att hjälpa till att mildra den växande epidemin av masskjutningar, hon började tänka inte ur vapenperspektiv utan ur byggnadsperspektiv. "Jag känner mycket väl till byggnader och hur de är utformade och drivs. Vad jag vet, hur kan jag hjälpa?" frågade hon sig själv.

Becerik-Gerber samarbetade med Gale Lucas, hennes medgrundare av USC Viterbis Center for Intelligent Environments, och Erroll Southers, en professor i praktik i nationell säkerhet och hemlandsäkerhet vid USC Price School of Public Policy. Tillsammans, de svarade på flera frågor, inklusive den huvudsakliga:Om byggnadssäkerhet mest fokuserar på att hålla dåliga aktörer utanför, vad gör man om en dålig skådespelare kommer in?

Använder virtuell verklighet för att designa mot aktiva skyttar

"Skolskyttar, enligt min åsikt, är inte opportunister, sa södern, direktör för USC:s Safe Communities Institute samt en tidigare biträdande direktör vid California Office of Homeland Security och FBI specialagent. "De går inte ner på gatan och säger:"Jag tror att jag kommer att träffa den här platsen."

Enligt Southers, den som kommer för att göra skada är ofta någon som vet hur man kommer åt byggnaden i fråga. Teamet av forskare beslutade att det var viktigt att titta på hur boende i byggnader kan vara säkrare i de utrymmen de oftast upptar.

"När jag kom till projektet, det var med frågan:Kan vi designa ett utrymme som i sig gör en person säkrare, med nästan ingen träning alls? Med andra ord, intuitiv, " han sa.

Lucas, en forskarassistent vid USC Viterbis avdelning för datavetenskap och USC Institute for Creative Technologies, kom till projektet inte bara med hopp om att arbeta mot säkrare byggnader och samhällen utan också för att förstå hur virtuell verklighet kan användas som ett verktyg för att slutföra forskning som annars skulle bli kostsam, komplicerat och känslomässigt jobbigt.

"Inom samhällsvetenskaplig forskning, vi måste vara noga med att studera saker som är viktiga att förstå i världen, men gör det på ett sätt så att vi tar bäst hand om våra deltagare, " sa hon. "Jag tycker att det här projektet är en bra fallstudie för hur virtuell verklighet kan göra det möjligt för forskare att studera på ett etiskt sätt som vi inte skulle kunna utforska eller simulera annars."

Teamet av forskare sammanställde ett förslag – som finansierades av National Science Foundation i augusti 2018 – för att designa en virtuell miljö som de kunde använda för att studera inverkan av byggnadsdesign och drift på boendes beteende och säkerhet genom att modellera olika designalternativ och simulerar aktiva skjutincidenter.

Testar virtuella skolor och kontor för säkerhet

En av de största utmaningarna för detta projekt var att bestämma vilka typer av byggnader som skulle användas. En FBI-studie som undersökte incidenter med aktiva skyttar mellan 2000 och 2013 fann att 70 % av dessa händelser inträffade i skolor eller företag. Från och med dessa två platser, teamet brottades med frågor om design. Funktion för funktion, de fokuserade de preliminära designerna på att skapa en skola och ett kontor som var representativa för en genomsnittlig skola eller kontor i Amerika.

Teamet arbetar med Runhe Zhu – en doktorand vid USC Viterbi, övervakas av Becerik-Gerber, som är dubbelinriktad inom civilingenjör och datavetenskap — att skapa fyra virtuella miljöer. De två "vanliga" layouterna och två "förbättrade" versioner är designade för att testa säkerhetsrekommendationer från federala myndigheter som validerats av fokusgrupper, inklusive säkerhetsdesigners, byggnadsingenjörer, brottsbekämpande och säkerhetspersonal. Dessa rekommendationer inkluderade olika åtkomstnivåer, frostat glas, olika nivåer av siktlinje, inkludering eller eliminering av gömställen, olika antal och platser för utgångar, och förskjutna dörröppningar, för att nämna några.

Kontors- och skoldesignerna var modellerade för att vara desamma när det gäller form och generell layout, med viktiga skillnader till följd av syftet med utrymmena:Kontorsbyggnaderna hade skåp och öppna ytor, medan elevutrymmena hade fler klassrum. Att hålla byggnadens layout oförändrad var viktigt, Becerik-Gerber sa, för att säkerställa att svaren från studiedeltagarna kunde korreleras till skillnader i byggnadens sociala sammanhang och inte skillnader i deras layouter.

Becerik-Gerber tror att den här modellen också kan fungera för andra nödsituationer som bränder.

"Det är här dynamiken kommer in i bilden, " sa hon. "Hur kan en byggnad anpassa sig till dessa händelser? Kan det låsa in skytten i en del av byggnaden eller eliminera luftflödet till en del av utrymmet vid en kemisk eller biologisk attack?"

På samma gång, forskarna hoppas kunna studera hur förtrogenhet med en byggnad kan förändra hur individer reagerar i en aktiv skyttesituation. För detta ändamål, deltagarna kommer att gå igenom båda miljöerna i slumpmässig ordning.

"Den huvudsakliga rekommendationen är göm, springa, bekämpa. Hur mycket förändras dessa beslut genom utformningen av byggnaden, och hur påverkar förtrogenhet med byggnadsdesignen individuellt beslutsfattande?" sa Becerik-Gerber.

Ny, säkrare byggnadsdesign kan bromsa eller till och med stoppa aktiva skyttar

Southers föreslår att denna förtrogenhet sannolikt kommer att öka en individs förmåga att reagera på aktiva skjutincidenter - och andra nödsituationer som jordbävningar och bränder.

"Vad du än har tränat eller kört igenom i ditt huvud är vad du som standard kommer att göra i händelse av en nödsituation, " sa han. Samtidigt, han hoppas att den virtuella miljön också kommer att hjälpa till att identifiera design som är så intuitiv, även individer som är nya i utrymmet kan dra fördel av dem för att hålla dem säkra.

Under de kommande månaderna, forskarna kommer att ta in över 200 verkliga lärare och kontorsanställda för att gå igenom den virtuella verklighetsmiljön. Använda löpband, dessa individer kommer att röra sig genom skolan och kontorsutrymmena med målet att komma bort från den aktiva skytten. Teamet siktar på att ha en preliminär uppsättning data och analyser att dela under våren 2020.

Virtual reality-miljöer används för närvarande av brottsbekämpande och säkerhetstjänstemän i utbildningssyfte. Det registrerades 317 masskjutningar under 2018 i USA, enligt Vapenvåldsarkivet. Miljöer som de som skapats av Becerik-Gerber, Lucas och Southers kan vara viktiga för att bekämpa dödsfall till följd av sådant våld, samt potentiellt förhindra incidenter i första hand.

Southers hoppas att den här typen av forskning kan bana väg för nya standarder för byggnader:"I en perfekt värld, vi skulle kunna skapa och certifiera säkerhetsstandarder baserat på data som samlats in från dessa typer av moduler. Att använda VR för att testa designfunktioner innan de implementeras är mer effektivt när det gäller kostnad och skydd."