Inspirerad av hur människor rör sig på heavy metal-konserter, ett internationellt team av forskare från Uppsala universitet och Harvard University har lärt sig hur man upptäcker farozoner i masssamlingar innan katastrofen inträffar.

Publicerar online i tidskriften Fysiska granskningsbrev 23 november, Uppsala universitets doktorand Arianna Bottinelli, och professor i tillämpad matematik David Sumpter, har utvecklat beräkningsverktyg för att förutsäga storskalig kollektiv rörelse i simulerade masssammankomster.

Teamet började med simulerade folkmassor så att de på ett tillförlitligt sätt kunde hålla reda på allas position. "Från dessa uppgifter, vi kan förutsäga de mest riskabla kollektiva rörelserna som naturligt uppstår i en tät axel-till-axel-publik, " säger första författaren Bottinelli, som försvarar sin doktorsavhandling i tillämpad matematik den 25 november.

Sumpter tillägger, "Nästa steg är att tillämpa dessa tekniker på videodata i realtid. Om vi ​​kan använda datorseende för att spåra människor, då kan våra analytiska verktyg varna händelseplanerare för potentiella faror innan de uppstår."

Överväldigande, masssamlingar hålls utan incidenter. Men ibland går det fel. Människor kan bli trampade eller kvävda genom att krossa tryck som genereras av folkmassan själv. Dessa typer av kollektiva rörelser har tidigare studerats, men de nya fysikbaserade insikterna i detta arbete ger en förklaring till hur dessa katastrofer inträffar i första hand.

Bottinelli, som leder forskningen, beskriver det så här:"Allt handlar om hur människor samlas till en slumpmässigt packad grupp. Fysiska kropp-till-kropp-kontakter är grunden för potentiellt farliga kollektiva rörelser. Vårt arbete visar hur man identifierar de framväxande riskerna baserat på vilka människor är röra vid varandra."

Projektet startade som en studie i hur människor "dansar" på heavy metal-konserter. Dessa "mosh pits" skiljer kraftfullt åt folkmassan, skapa områden nära scenen där publiken är tätt packad.

"Vi stirrade på konsertdata när vi insåg att det fanns direkta likheter med rallyn, protester, och Black Friday försäljningsevenemang, sade Dr Silverberg, postdoktor vid Harvard University, som har samarbetat i detta arbete. "Ju mer vi grävde, desto rikare blev fysiken. Ganska snart fann vi att idéer från materialvetenskap och fältteori kunde tillämpas direkt på mänskliga skaror i extrema situationer, " han lägger till.

Forskarna noterade att medvetenhet är nyckeln till säkerhet. Med den kommande Black Friday shoppinghelgen i Amerika och den allmänna ökningen av protestevenemang över hela världen, det finns allt mer dolda faror i folkmassor. Teamets slutsatser och förslag till allmänheten är att "hålla ett öga på din omgivning - om du är tätt packad, då finns det en inneboende risk, och det bästa sättet att skydda dig själv och andra är att breda ut dig och flytta till ett område med mer fysiskt utrymme", avslutade teamet.