... Sybren Stüvel. Een biertje bestellen in een druk cafe, binnenstappen in een volle lift, of je door een uitpuilende bus naar de deur proberen te wurmen; zodra je in een drukke groep beweegt, merk je dat je anders loopt dan normaal. Simuleren hoe mensen zich in dit soort situaties bewegen, is precies het onderzoek waar Stüvel zich mee bezig houdt.
Tekst: Edda Heinsman
Stüvel promoveert op het simuleren van dichte groepen mensen. 'Wanneer een groep zo dicht is dat je bewegingsvrijheid beperkt wordt, moet je echt gaan draaien en je torso twisten.' De onderzoeker draait zijn bovenlichaam: 'Je gaat zijwaarts lopen om je er doorheen te wurmen.' Bij veel crowd-onderzoek gaat het om een grote groep die van A naar B loopt of twee groepen die dwars door elkaar heen bewegen. In Stüvels crowdsimulaties staat een deel van de groep stil. 'Dat kom je ook vaak tegen in het echte leven.'
Koninginnedag
Zelf is hij niet zo van de gigantische groepen. 'Ik was een keer middenin de stad op koninginnedag. Dan doe je anderhalf uur over het stukje van het station naar de dam, niks voor mij!', lacht Stüvel. 'Maar ik vind het wel fascinerend. Als je op een popconcert of festival ziet hoe de mensenstroom beweegt. Het is interessant om het te bestuderen en simuleren.'
Stüvel reisde iedere dag van Amsterdam naar Utrecht. 'Grote groepen zijn dan onvermijdelijk. Ik lette op: waar kijk ik zelf naar als ik door een groep loop? Ik merkte dat als het erg druk wordt, ik niet meer naar de mensen kijk, maar naar de gaten tussen de mensen. Dat zie je ook terug in mijn techniek, ik ben vooral gaan kijken naar de ruimtes tussen de mensen.'
Motion capture lab
Om de bewegingen goed te bestuderen verzamelde Stüvel ruim twintig man in het motion capture lab. Ze stonden in een cirkel, in het midden een persoon die zich er uit moest wurmen. De middenpersoon had steeds een ander doel buiten de cirkel. De mensen er om heen moesten ruimte maken voor de loper.
Het bleek dat de loper zich precies houdt aan een regel die de wiskundige Voronoy al meer dan honderd jaar geleden opstelde voor vlakverdeling. Je kijkt van boven en verdeelt het vlak in ruimtes rondom de personen. Mensen houden wanneer het even kan graag een bepaalde afstand tot anderen, een cirkel als persoonlijke ruimte. Maar als het druk wordt, blijft het geen cirkel. Het wordt een samengedrukt hokje waarbij elk punt binnen het vlak dichter bij de persoon van dat vlak zit dan bij een andere persoon. Zo zit iedereen in een eigen vlakje, zijn eigen voronoicel. 'Ik leerde dat men in dichte groepen loopt volgens zo'n voronoidiagram. Je ziet dat de loper steeds precies over de lijnen van die vlakjes beweegt. Precies midden tussen twee mensen door. Zo maximaliseer je je comfort en voorkom je botsingen. Dat vond ik echt te gek om te zien.'
Kroket
Doorgaans bij crowdsimulatie wordt een karakter als een punt of cirkel weergegeven. Stüvel bedacht dat hij in deze situatie een andere vorm moest gebruiken, een meer afgeplatte cirkel, een beetje de vorm van een kroket. 'Een cirkel ronddraaien heeft geen zin, hij blijft dezelfde vorm houden. Ik wilde juist kijken naar het gedrag waarbij mensen moeten draaien en door een menigte heen wurmen. Dan heb je aan een cirkel dus niks.'
Botsen
Stüvel onderzocht hoe hij de crowd zo realistisch mogelijk kon laten bewegen, en hoe hij de computer dat zo snel mogelijk kon laten berekenen. Welke berekeningen konden minder nauwkeurig zonder dat het opvalt? Daarbij keek hij naar hoe mensen botsingen zien. 'Eigenlijk blijkt het helemaal niet zo erg als twee karakters een klein beetje door elkaar heen lopen. Een hand of een voet die een beetje door elkaar gaan, dat valt niet op. Drie centimeter zie je niet.' Elke minder nauwkeurige berekening leverde Stüvel winst op: een paar microsecondes per overlap tussen twee karakters. 'Maar als je groep groot genoeg is, telt dat wel op.'
De botsingsdetectie-algoritmes die Stüvel oorspronkelijk gebruikte, komen uit de robotisering. 'Je wilt niet dat een robot die auto-onderdelen in elkaar zet ze tegen elkaar laat botsen. Dat wordt een dure grap. Daarom moeten die algoritmes heel precies werken, liever iets extra afstand. Maar voor mijn soort simulatie is dat niet nodig en scheelt het veel rekenen als je het ietsje minder precies doet.' En dat zijn iets minder nauwkeurige maar wel snelle simulaties goed zijn, bleek wel toen hij eind oktober vorig jaar wat van zijn werk liet zien op een conferentie. 'Mensen reageerden heel enthousiast, ze vonden het er levensecht uitzien en herkenden zichzelf in een drukke situatie. Daar ben ik wel het meest trots op.'
Franse woordjes
Stüvel begon rond zijn twaalfde met programmeren. 'Drummen vond ik ook leuk, maar dat kon ik niet tot diep in de nacht doen.' Hij programmeerde eenvoudige spelletjes, en schreef een programmaatje dat hem Franse woordjes kon overhoren. 'Mijn cijfer ging van een vijf naar een zeven!' Ook gamede hij veel. 'Dat doe ik nog steeds, maar ik kijk er nu wel op een andere manier naar. Je ziet bijvoorbeeld voeten die op een vreemde manier over de grond glijden, of dat karakters onmiddelijk omdraaien. En ze lopen bijna altijd recht naar voren. Dat zou wel beter kunnen.'
Stüvel gaat niet verder in de wetenschap. 'Een van de redenen is de onzekerheid. Als postdoc zit je een jaar hier en een jaar daar, je moet steeds internationaal reizen, daar heb ik geen zin in. Bovendien geldt: hoe verder je komt in de wetenschap, hoe minder werk je echt zelf doet, je bent vooral veel aan het begeleiden en onderzoeksvoorstellen schrijven.' Inmiddels werkt Stüvel bij het Blender instituut, een Open Source platform dat software ontwikkelt om mooie animaties mee te maken. 'Ik maak al sinds 2002 gebruik van Blender, dat ik hier nu werk is te gek!
Sybren Stüvel (1979) haalde zijn bachelor computers science aan de Universiteit van Amsterdam en zijn master computer science aan de Universiteit Utrecht. 20 april 2016 promoveerde hij daar met het onderzoek 'Dense crowds of virtual humans'. Zijn onderzoek werd deels gefinancierd door Commit, binnen het project VIEWW. Inmiddels werkt Stüvel als software ontwikkelaar bij het Blender Instituut.