Comprendre et simuler les foules de piétons avec PERCOLATION

Prédire le comportement des piétons est un enjeu de plus en plus important, ainsi les simulations de foules de piétons deviennent plus réalistes et permettent, par exemple, de concevoir des architectures adaptées à l’accueil d’un public nombreux. Mais la foule est un phénomène complexe, chacun interagit avec ses voisins et adapte ses propres actions et son mouvement à la présence des autres. Une grande part des mécanismes par lesquels les humains interagissent entre eux restent inconnus.

L’objectif du projet PERCOLATION était de faire progresser les connaissances sur le comportement des foules, afin de traduire ces connaissances sous la forme d’algorithmes et faire progresser le réalisme des simulateurs de foule. L’étude du comportement humain est essentielle pour sa compréhension, dans le but de développer un simulateur pouvant servir à tester des hypothèses expérimentales.

Un algorithme microscopique de simulation de la perception visuelle

Le projet explorait deux pistes principales. Il s’agissait premièrement de développer une nouvelle génération d’algorithmes microscopiques de simulation qui tentent d’imiter la boucle perception-action par laquelle l’homme contrôle son mouvement. Un algorithme microscopique de simulation de foule est un algorithme qui simule le comportement de chaque individu dans la foule, sous la forme d’un système multi-agents.

Dans un second temps, le projet a équipé chaque agent d’une rétine virtuelle à travers laquelle on simule la perception visuelle de l’environnement. Chaque agent réagit à cette perception synthétique pour achever son mouvement. Il est nécessaire de comprendre comment l’humain réagit à ce qu’il perçoit visuellement. Le projet utilise les moyens de la Réalité Virtuelle pour ces études, ce qui offre de nombreux avantages dans cet objectif, permettant par exemple de parfaitement contrôler la situation à laquelle un sujet est exposé, la manipuler, et répéter précisément cette situation pour différents sujets.

En comparaison aux modèles antérieurs, l’idée était de formuler mathématiquement les modèles de simulation sur des variables perceptuelles. Les agents sont donc dotés d’une perception synthétique, les réactions des agents se calculent sur la base des informations perçues par les agents. Ils ont conçu des modèles qui sont plus proches des boucles de perception-action qui guident le mouvement et le comportement d’humains réels.

Les partenaires du projet espèrent un accroissement du niveau de réalisme atteint par les simulations. Les résultats ont permis la production de nouveaux algorithmes de simulation, dont un appelé WarpDriver, qui a été licencié à une start-up qui construit un outil de simulation pour la gestion opérationnelle de foule. De plus, une plateforme de réalité virtuelle pour l’étude du comportement piéton est maintenant opérationnelle.