Optická iluze kráčejících nohou: Klam, který může stát lidské životy i měnit vnímání každého z nás

Mlhavé ráno na dálnici, viditelnost sotva padesát metrů. Řidič má pocit, že všichni jedou pomalu, možná tak padesátkou. Když mlha opadne a podívá se na tachometr, nevěří vlastním očím. Jel osmdesát kilometrů v hodině. Podobný zážitek má většina řidičů. A právě v tom tkví obrovské nebezpečí.

Náš mozek nás systematicky klame o rychlosti, aniž bychom si to uvědomovali. Za tímto zrádným jevem stojí optická iluze, kterou objevil americký psycholog Stuart Anstis.

Podívejte se na dvojice obdélníků ve videu níže. Vypadá to, jako kdyby se pohybovaly trhaně a střídaly se v pohybu dopředu podobně, jako se střídají nohy při chůzi. Jenže to je jen klam. Pokud odstraníte černobílé pruhované pozadí pod obdélníky a necháte je pohybovat se po jednolitém, šedém prostoru, zjistíte, že se posouvají úplně shodně a konstantní rychlostí. Jak je to možné?

Na vině je vnímání kontrastů ze strany našeho mozku. Když se objekty pohybují po pozadí podobné barvy, špatně rozlišujeme jejich okraje a pohyb nám připadá pomalejší. Když se tentýž objekt pohybuje po kontrastním pozadí, okraje jsou jasné a pohyb vypadá rychleji. Obdélníky tak projíždějí po různobarevném povrchu konstantní rychlostí, ale z našeho pohledu se jejich tempo neustále mění.

Stuart Anstis pracuje na kalifornské univerzitě v San Diegu už od roku 1991. Celý život se zabývá tím, jak lidé vnímají svět kolem sebe. Jeho práce byla oceněna prestižní Kurt Koffka Medal v roce 2013 za „výjimečný pokrok v oblasti vnímání.“ Iluze kráčejících nohou nevznikla v laboratoři. Anstis si jí všiml přímo na silnicích, když pozoroval řidiče za různého počasí. Brzy mu došlo, že nejde jen o vědeckou kuriozitu. Objevil problém, který může stát lidské životy.

Naše oči fungují podobně jako nedokonalá kamera. Místo přímého měření rychlosti spoléhají na to, co se děje na okrajích pozorovaných objektů. „Iluze kráčejících nohou je fenomén vnímání pohybu zahrnující dva ‚autobusy‘, jeden modrý a jeden žlutý, pohybující se horizontálně přes ‚ulici‘ skládající se z černých a bílých pruhů. Ačkoli se oba autobusy pohybují konstantní rychlostí, jejich vnímaná rychlost se dramaticky mění,“ píše Anstis ve své studii.

Anstis si uvědomil jeden problém. Náš mozek neměří rychlost tak, jak by bylo správné. Místo přímého měření se řídí podle toho, jak dobře objekty vidíme. Jasné věci vypadají rychle, nejasné pomalu. Představte si, že byste posuzovali rychlost vlaku podle počasí. Za slunce by vám připadal rychlý, za mlhy pomalý. Přitom by jel stále stejně. Přesně to dělá náš mozek s pohybem kolem nás.

Anstis se nechtěl spoléhat jen na pozorování z běžného provozu. Potřeboval přesná data, a proto svůj výzkum přenesl do kontrolovaného prostředí laboratoře.

Svůj první laboratorní pokus koncipoval překvapivě jednoduše. Nechal po monitoru projíždět šedý pruh přes černobílé pozadí - po celou dobu stejnou rychlostí. Pak pozval dobrovolníky, posadil je k monitoru. Zeptal se jich, co vidí. Výsledky potvrdily jeho předpoklady. Lidé přesně opisovali to, co sám pozoroval u řidičů. Pruh podle nich zrychloval a zpomaloval, přestože se ve skutečnosti pohyboval naprosto rovnoměrně. Experiment potvrdil, že jeho vysvětlení je správné.

„Iluze byla maximální, s pruhem zpomalujícím až téměř k úplnému zastavení, když byl pruh téměř černý nebo téměř bílý. U středních šedých tónů byla iluze snížena, ale stále přítomna,“ ukázaly výsledky experimentu podle Anstisovy studie. Největší změny ve vnímané rychlosti vykazovaly pruhy, které se nejvíce lišily v kontrastu od pozadí.

Během druhého experimentu Anstis použil širší pruhy a všiml si zvláštního jevu. Pruh měnil délku a pohyboval se trhaně jako housenka. Proto tento efekt pojmenoval „inchworm effect“ neboli efekt housenčího pohybu. Důvodem bylo, že se přední a zadní okraj pruhu nacházely na odlišně barevných pozadích.

„Zatímco pozadí má černé a bílé pruhy, kontrast se mění od jedné čáry k další,“ popsal Anstis ve své studii. Je to vlastně logické. Tmavá věc na bílém pozadí vyskočí do očí. Stejná věc na černém pozadí se ztratí. U světlých objektů je to naopak.

Experimenty tak potvrdily to, co pozoroval v reálném světě.

Anstisovy laboratorní pokusy mají v praxi vážné důsledky. Mlha totiž snižuje kontrast mezi auty a jejich okolím, což dokáže zmást řidičovo vnímání rychlosti.

„Anstis navrhl, že kontrastní efekt zažívali řidiči v mlhavých podmínkách, kdy je rozdíl v jasu mezi autem a jeho okolím obecně menší než za slunečného dne. Výsledkem bylo, že lidé měli tendenci chybně odhadovat, že rychlost jejich aut se pohybuje pomaleji než skutečná rychlost,“ uvádí se ve studii.

Typická situace: hustá mlha na dálnici, vidíte sotva na dvacet metrů dopředu. Připadá vám, že se plazíte jako šnek. Chcete předjet náklaďák před sebou. Auto z protisměru se vám zdá daleko a pomalé. Přejedete do levého pruhu. Najednou zjistíte, že to protijedoucí auto je mnohem blíž a jede mnohem rychleji, než jste čekali.

Mlha patří k nejzrádnějším jevům na silnicích. Na rozdíl od sněhu nebo bouře nenutí řidiče k opatrnosti. Jednoduše jim krade schopnost správně odhadovat rychlost.

Anstisovy poznatky našly uplatnění i mimo dopravu. Architekti zjistili, že vzor na chodníku ovlivňuje tempo chůze a lidé po něm jdou rychleji nebo pomaleji, aniž si to uvědomí. Efekt se objevuje všude kolem nás. Při sledování sportu v televizi je iluze přítomna. Stejně tak při sledování filmů. Dokonce ovlivňuje i to, jak vnímáme čas. Využívá se také v nákupních centrech, kde vzory na podlaze usměrňují pohyb lidí a určují tempo jejich chůze.

Dnes se s podobnými problémy potýkají i vývojáři samořídících aut. Jejich systémy musí počítat s tím, že lidští řidiči kolem nich vnímají rychlost často špatně. Umělá inteligence se učí předvídat lidské reakce v různých vizuálních podmínkách.

Anstisův průkopnický objev inspiroval celou generaci vědců. V roce 2014 tým japonských výzkumníků vyhrál soutěž o nejlepší iluzi roku s verzí „iluze zpětného kopnutí“, která úzce souvisí s iluzí kráčejících nohou. V jejich experimentu obdélník pohybující se konstantní rychlostí před pruhy vytváří zdání zpětného pohybu, podobného pohybu krku holuba při chůzi.

Jak se tedy v praxi bránit tomuto klamu? Základní pravidlo je jednoduché. Pokud vám připadá, že jedete pomalu, pravděpodobně jedete rychleji, než si myslíte. Tachometr vás neklame jako vaše oči.

V mlze vás vaše instinkty klamou. Připadá vám, že všichni jedou pomalu? Zpomalte ještě víc. Myslíte si, že máte dostatek místa za předním autem? Přidejte ještě metr. Chce se vám předjíždět? Raději ne. Nejzrádnější jsou dlouhé, monotónní úseky dálnic. Na takových místech si řidiči snadno začnou myslet, že jedou velmi pomalu. Pohled na tachometr vás může překvapit. Moderní automobily nabízejí pomocníky v podobě tempomatu nebo systémů udržujících vzdálenost. Ty alespoň částečně vyřeší problém, který nám způsobuje náš vlastní mozek.

Stuart Anstis má dnes přes osmdesát let a stále se věnuje výzkumu na kalifornské univerzitě. Co objevil před dvaceti lety, platí dodnes. V době, kdy se řidiči spoléhají na technologie, je dobré vědět, že základní problém zůstává. Náš mozek prostě není stvořený k tomu, aby spolehlivě odhadoval rychlost za špatné viditelnosti.

Příště, až se ocitnete v mlze za volantem, vzpomeňte si na tohle. Na osmdesátiletého vědce, který už před dvaceti lety odhalil nebezpečí skryté ve dvou obyčejných obdélnících.

Zdroje: https://zoom.iprima.cz, en.m.wikipedia.org, en.m.wikipedia.org, anstislab.ucsd.edu