Tour de France -pelotoner styret af synet, ikke aerodynamik

Tour de France 2019 er lige begyndt. Da 190 ryttere suser gennem Frankrigs gader, tilskuere vil undre sig over den tætpakkede dannelse af cyklister kendt som peloton. Fans vil hævde, at et peloton skaber en aerodynamisk fordel, giver ryttere mulighed for at spare energi gennem det opslidende tre ugers løb.

Men hvad nu hvis mønstrene i pelotonen dannes ikke på grund af aerodynamik, men snarere på grund af visuelle begrænsninger? I en nylig undersøgelse offentliggjort i Journal of the Royal Society Interface , forskere ved Utah State University, Naval Undersea Warfare Center, Baylor University, VeloCam Services og Massachusetts Institute of Technology afslører, at vision er hovedfaktoren i dannelsen og formen af ​​et peloton.

Undersøgelsen begyndte for fire år siden, da professor Tadd Truscott fra Utah State University og Jesse Belden fra Naval Undersea Warfare Center satte sig for at opklare den væskelignende adfærd i pelotonet.

Mens den 17-gangers Tour de France-afslutter Jens Voigt siger "cykling er ikke raketvidenskab, "Truscott og hans kolleger - som selv er cyklister - deler et andet perspektiv. Teamet spekulerede i, at pelotonen dukker op på grund af en vis viden inden for gruppen, team dynamik og strategi, aerodynamik eller måske sensorisk opfattelse.

Forskere så timevis med luftmotiver fra Tour de France 2016 og fandt ud af, at bevægelse fra pakningens forside så ud til at passere gennem pelotonen på en netværksmæssig måde, med individer, der reagerer på hinanden på relativt kort tid og plads.

"Tour de France -ryttere er ofte kun få centimeter fra hinanden fra naboer på alle sider, sagde Truscott, "Vores billedanalyse afslørede, at cyklister justerer i mønstre inden for en plus eller minus 30-graders bue svarende til det menneskelige næsten perifere synsfelt. Dette hjælper dem med at reagere sikkert på ændringer eller forstyrrelser fra nabokørere."

Forskere bemærkede også, at ryttere generelt ikke justerer i optimale aerodynamiske trækpositioner. Det har imidlertid vist sig, at pelotonformationer kan sænke individuelle rytterens energiforbrug.

Truscotts team fandt ud af, at gruppestrukturer ændres nær slutningen af ​​et løb, da pelotonformen forlænges, tyder på en indsnævring af synsfeltet, da løbet accelererer. Når rytternes puls stiger, deres synsfelt indsnævres på grund af fysiologiske begrænsninger i menneskekroppen. Dette reducerer opfattelsesfeltet, hvilket fører til en strækning ud af pelotonet. Ifølge undersøgelsen, disse ophidselsesafhængige neurologiske effekter sætter det lokale arrangement af cyklister, interaktionsmekanismerne og den implicitte kommunikation på tværs af gruppen af ​​cyklister.

"Med andre ord, individuelle rytters visuelle evne styrer den underliggende form, reaktion på ændringer i vejen og afstand mellem individer, sagde Truscott.

Forskerne siger, at de forventer, at deres mekanistiske beskrivelse af pelotonen vil muliggøre en mere detaljeret forståelse af interaktionsprincipperne for kollektiv adfærd hos en række forskellige dyr og hjælpe med at formulere nye måder at forudsige adfærd på.

Resultaterne vil udvikle en bedre forståelse af, hvordan systemer for tusinder af personer kan arbejde sammen om at udføre gruppeopgaver. Dette arbejde kunne danne rammen om at lede et netværk af individuelle maskiner som robotter eller autonome køretøjer.