Un gruppo di ricercatori israeliani ha reclutato 16 violinisti per studiare il comportamento di una rete umana e scoprire cosa la distingue dalle altre reti, come animali, computer, e altri oggetti. I risultati combinano scienza ed estetica, ed evocano anche pensieri sulla diffusione del coronavirus.

Sincronizzazione, in cui un sistema complesso opera come un corpo unico, è un fenomeno importante che ha luogo in un'enorme gamma di scale, dalle particelle subatomiche alle galassie. In biologia, pesce, uccelli, e persino le cellule si sincronizzano per sopravvivere. La sincronizzazione di gruppo è essenziale per gli esseri umani, e fondamentale per la nostra salute fisica e mentale. Esempi di sincronizzazione possono essere visti nei conducenti sulla strada o in una folla di persone che battono le mani. Oggi, affinché un gruppo di persone prenda una decisione, non devono incontrarsi. Piuttosto, esiste una complessa rete di connessioni che consente loro di prendere decisioni. Il fenomeno della sincronizzazione tra gli esseri umani in una rete complessa è necessario per comprendere il processo decisionale, comprendere la diffusione di fake news, Scienze Politiche, economia, e la diffusione delle malattie, eppure non è stato studiato fino ad oggi.

Per contribuire alle conoscenze esistenti sulla sincronizzazione umana, e di investigarlo per la prima volta in modo misurabile e accurato, Dr. Moti Fridman della Facoltà di Ingegneria Kofkin presso l'Università Bar-Ilan, Prof. Nir Davidson dell'Istituto Weizmann, e Elad Shniderman della Stony Brook University di New York, ha creato un ensemble musicale che ha agito come una rete. I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

L'ensemble era composto da 16 violinisti che indossavano le cuffie. Ciascuno dei violinisti ha suonato ripetutamente una breve frase musicale identica, e ascoltato la propria esibizione, insieme all'esibizione di due o più violinisti, attraverso le cuffie. Anche le informazioni visive sono state neutralizzate separando i musicisti con delle partizioni. Tutto ciò che è stato chiesto loro di fare è stato sincronizzarsi tra loro, o in altre parole, per suonare insieme a ciò che hanno sentito nelle cuffie.

Il setup sperimentale creato dai ricercatori ha permesso loro di controllare la connettività della rete, come il numero di membri dell'ensemble a cui ogni musicista era connesso e l'intensità con cui ogni musicista ascoltava gli altri musicisti. Quello che i musicisti hanno sentito in cuffia erano uno o due violinisti o più che suonavano con loro in tempo reale mentre al sistema veniva imposto un ritardo crescente. "Qui abbiamo un fenomeno diverso da un normale pezzo musicale. Non esiste un orologio globale, ma molte persone all'interno di una certa rete di comunicazione rispondono in modo indipendente. Infatti, è un oggetto estetico che rivela personalmente il comportamento delle persone in un gruppo, o come un insieme, "dice Fridman.

"Introducendo un ritardo tra i violinisti accoppiati in modo che ogni violinista abbia sentito ciò che i suoi vicini hanno suonato pochi secondi prima, impediamo alla rete di raggiungere uno stato sincronizzato, " dice Fridman. Questa è chiamata una situazione frustrata ed è ben studiata in diversi tipi di reti. Secondo gli attuali modelli di teoria delle reti, in uno stato frustrato ogni nodo cercherà di scendere a compromessi tra tutti i suoi input.

"Gli esseri umani si comportano diversamente, " Il Dr. Fridman spiega. "In uno stato di frustrazione non cercano un 'mezzo', ma ignora uno degli input. Questo è un fenomeno critico che sta cambiando le dinamiche della rete. Non è stato indirizzato fino ad oggi perché le misurazioni non erano pulite e non potevano essere mostrate."

La ricerca condotta dal Dr. Fridman e dai suoi colleghi, nato in realtà come progetto scientifico-artistico per il Fetter Museum of Nanoscience &Art della Bar-Ilan University, offre due innovazioni:la prima è metodologica, una piattaforma che misura le dinamiche della rete umana in modo accurato e pulito. La seconda è la prova che una rete umana ha due caratteristiche uniche:la flessibilità di cambiare ritmo, e la capacità di filtrare, e anche ignorare, input che creano frustrazione. Queste capacità cambiano radicalmente le dinamiche delle reti umane rispetto ad altre reti e richiedono l'uso di un nuovo modello per prevedere il comportamento umano.

"Se prendi gli umani e studi come applaudono insieme, non hai alcun controllo su chi ascolta cosa. Mentre lavoravamo a questo progetto abbiamo scoperto che le reti umane si comportano in modo diverso rispetto a qualsiasi altra rete che abbiamo mai misurato. Le reti umane sono in grado di modificare la loro struttura interna per raggiungere una soluzione migliore rispetto a quanto possibile nei modelli esistenti. Questo concetto è il fulcro della nostra scoperta scientifica ed estetica, "dice Fridman.

La ricerca ha portato a un nuovo modello per la simulazione di reti umane, che è importante per diverse applicazioni. Le dinamiche delle reti umane sono essenziali per comprendere il processo decisionale nei gruppi che è un vasto argomento legato all'economia, politica, scienze umane, e altro ancora. Poiché l'esperimento è il primo a misurare la dinamica di reti complesse, questo può essere utile per capire come e quando un gruppo di persone in un social network, che è esposto a false informazioni, arriva a conclusioni sbagliate. Può impedire che le cosiddette "notizie false" si diffondano senza controllo. Inoltre, la ricerca è correlata al controllo dell'epidemia e alla comprensione di quante connessioni possiamo preservare e comunque prevenire la diffusione di un'epidemia.

I risultati sono anche relativi a qualsiasi rete in cui ogni nodo della rete ha capacità decisionale, come le auto a guida autonoma, o introducendo l'intelligenza artificiale nel nostro mondo altamente connesso. Questo modello può prevedere con elevata precisione la dinamica di tali sistemi, oltre ciò che era possibile prima.