I ricercatori di Princeton hanno sviluppato un'analisi matematica delle decisioni dei ballerini e delle opportunità di composizione collaborativa nel lavoro di improvvisazione basato su regole "There Might Be Others". Il lavoro fa parte di uno sforzo continuo per esplorare il comportamento collettivo nella natura e nell'arte e per informare la progettazione di sistemi di controllo per le squadre di robot. Credito:Ian Douglas
Un'opera d'arte si evolve da una serie di decisioni, come un artista combina pennellate, passi di danza o note musicali per trasmettere una sensazione o un'idea. Quando un gruppo di danzatori interagenti improvvisa una performance da un repertorio di possibili movimenti, le dinamiche delle scelte artistiche si fanno ancora più complesse.
Per Naomi Ehrich Leonard, Edwin S. Wilsey Professore di ingegneria meccanica e aerospaziale di Princeton, questo collettivo, il processo creativo del momento è un modello prezioso per studiare il processo decisionale sociale. Il suo team utilizza indagini basate su modelli matematici di complesse dinamiche di gruppo per spiegare ed esplorare il comportamento collettivo nella natura e nell'arte e per informare la progettazione di sistemi di controllo per squadre di robot che operano in ambienti difficili.
Leonard è l'autore senior di una nuova analisi matematica delle decisioni dei ballerini e delle opportunità di composizione collaborativa nel lavoro di improvvisazione basato su regole "There Might Be Others, " coreografia di Rebecca Lazier, un docente senior di danza al Lewis Center for the Arts. Nel pezzo, i ballerini fanno scelte sequenziali tra 44 moduli di movimento ispirati a una varietà di stili di danza, tra cui "Jump Bean" (rimbalza e interagisci con altri ballerini) e "Remo, " che presenta un'azione simile a una pagaia. Fondamentali per l'arte e il modo in cui il pezzo si svolge sono le regole della performance, che guidano e vincolano quando, dove e come i danzatori eseguono la sequenza dei moduli. Il professore di musica Dan Trueman ha composto musica per la danza che si basa anche su regole esecutive e improvvisazione.
"È stato incredibile lavorare con i ballerini, " ha detto Leonard. "Potevano esprimere il modo in cui li faceva sentire quando le nostre manipolazioni delle regole hanno dato loro più idee. Abbiamo imparato nuovi modi in cui potevamo imporre vincoli ai ballerini che avrebbero reso l'arte più impegnativa, e quindi più interessante e più eccitante."
In ogni unico, spettacolo di un'ora, i singoli ballerini introducono un modulo alla volta dal set di 44 e reclutano altri per unirsi a loro. Fino a tre sottogruppi di danzatori possono eseguire diversi moduli contemporaneamente, e le giustapposizioni di moduli dovrebbero essere nuove per ogni performance. Il limite superiore di tre sottogruppi crea una tensione perché prima che un ballerino possa introdurre un nuovo modulo, i tre sottogruppi devono fondersi in due.
Leonard e i suoi colleghi si sono uniti alle prove di Princeton di "There Might Be Others, " ha variato le regole della performance e registrato come le dimensioni relative dei sottogruppi di ballerini che eseguivano moduli diversi si sono spostate nel tempo. Hanno analizzato le scelte dei ballerini utilizzando un modello matematico delle dimensioni dei sottogruppi in evoluzione, concentrandosi sulla tensione tra la scelta di "sfruttare" i moduli attuali rispetto alla scelta di "esplorare" i nuovi moduli.
Il paradigma explore-versus-exploit è stato applicato agli studi sul foraggiamento degli animali e sull'attenzione nel cervello. Lo sfruttamento restituisce una ben nota ricompensa, mentre l'esplorazione si riferisce all'assunzione di un rischio con la possibilità di una ricompensa ancora maggiore. In questo caso, le ricompense sono di natura artistica, e cambiano con il tempo:una volta che un modulo è stato ballato per un po' diventa meno gratificante, e l'impulso a esplorare introducendo un nuovo movimento può aumentare.
Pochi studi hanno valutato la tensione esplora-sfrutta nel processo decisionale di gruppo. La ricerca, pubblicato il 20 novembre, 2018, nel diario Recensioni scientifiche interdisciplinari , rappresenta anche una nuova applicazione di una teoria evoluzionistica che esamina questa tensione nel contesto di diverse strategie di sopravvivenza all'interno di una popolazione di individui.
"Questa è stata una fantastica collaborazione all'incrocio tra la danza, coreografia, improvvisazione e sistemi dinamici, "disse Leonardo, aggiungendo che i principi del modello matematico hanno influenzato gli approcci degli artisti e "sono diventati il linguaggio del pezzo".
In una sessione di prove, i ricercatori hanno incoraggiato i ballerini a cambiare movimento più frequentemente, mentre in un altro l'istruzione doveva essere più resistente alla commutazione. Sia Leonard che Lazier hanno notato che queste direzioni hanno reso gli artisti più consapevoli delle loro scelte e hanno influenzato le dinamiche di gruppo della performance.
"Le manipolazioni delle regole da parte di Naomi hanno aiutato i ballerini a uscire dalle loro zone di comfort personali e ad imparare a comportarsi in gruppo, " ha detto Lazier. Imparare il linguaggio esplora-sfrutta e cambiare la tendenza a cambiare movimento ha reso i ballerini più consapevoli delle proprie abitudini, spingendo alcuni a guidare più spesso e altri a tirarsi indietro deliberatamente. Sono anche arrivati a riconoscere la resistenza al cambiamento come una componente importante della performance, lei disse.
Simone Levi, James S. McDonnell Distinguished Professor di Princeton in Ecologia e Biologia Evoluzionistica, ha definito lo studio "una brillante fusione di analisi ingegneristiche, teoria e arte evoluzionistiche".
"La carta non è solo divertente, ma è una stimolante dimostrazione di come i metodi della teoria dell'evoluzione e del processo decisionale collettivo possono essere applicati fruttuosamente ad altri campi, "aggiunse Levi, che ha collaborato con Leonard ma non è stato coinvolto nel presente studio.
Leonardo, Lazier e Trueman vorrebbero estendere la loro collaborazione per indagare sulle dinamiche decisionali della musica di "They Might Be Others, " così come l'interazione tra la musica e la danza. Leonard ha anche notato che il loro modello potrebbe essere applicato per comprendere il processo decisionale sociale nel design collaborativo, sport di squadra o altri contesti con ricompense e circostanze in continua evoluzione.
Leonard è un leader nel lavoro multidisciplinare di Princeton nel campo della robotica e dei sistemi ciberfisici al servizio della società. Uno degli obiettivi dello sforzo è coordinare il comportamento collettivo dei sistemi robotici senza controllo centralizzato, che potrebbe essere particolarmente utile nelle operazioni di ricerca e soccorso o altre operazioni complesse.
