Blindspin 7: Kenttätestit tehty

Nyt saa olla ylpeä kotikaupungistaan: Turusta löytyi kuin löytyikin neljätoista ihmistä jotka suostuivat ajamaan pyörällä silmät kiinni. Blindspin-projektin ensimmäiset kenttätestit on nyt siis tehty. Kiitämme vapaaehtoisia. Testijärjestelmä on edelleen päivystystilassa mikäli joku muu haluaa osallistua, mutta tällä datamäärällä pääsemme jo eteenpäin.

//In English: surprisingly easily, we managed to find fourteen volunteers who were willing to ride a bicycle with their eyes shut. We are now ready to continue to the data analysis.//

Vapaaehtoisten rekrytointi oli loppujen lopuksi helpompaa kuin kuvittelimme, koska käytimme ystäviä ja sukulaisia. Tässä melko tyypillinen rekrytointidialogi: “Haluatko tulla ajamaan pyörää silmät kiinni?”  “Onko se vaarallista?”  “Ei ole.”  “Noo, voin mä silti tulla.”

Loppujen lopuksi kokeet eivät siis olleet vaarallisia — ainuttakaan läheltäpititilannetta ei koettu, eikä useimpien kohdalla tarvinnut edes pelätä. Ajajalle laitettiin päälle erityisvalmisteiset lasit, joiden läpinäkyvyyttä säädeltiin kahvassa olevalla kytkimellä. Normaalitilassa laseista ei nähnyt läpi. Kytkintä napauttamalla lasit sai läpinäkyviksi puolen sekunnin ajan, jonka jälkeen ne menivät taas pimeiksi. Jos kytkintä piti pohjassa, lasit olivat koko ajan läpinäkyviä. Kaikki kontrolli oli siis koko ajan koehenkilöllä. Siksipä käytännössä kaikki pitivät koetta turvallisemman tuntuisena kuin olivat luulleet.

kuski

Koejärjestely. Kuva: Niko Porjo

Kokeessa mitataan lopulta kahta muuttujaa jokaisena ajanhetkenä: nopeutta sekä okkluusioaikaa (eli aikaa jonka kuski uskalsi ajaa sokkona).  Tulosten pureskelussa menee oma aikansa. Alla on kuitenkin täysin prosessoimatonta raakadataa muutamalta ajajalta. X-akselilla on nopeus, y-akselilla okkluusioaika (eli aika, jonka henkilö ajoi sokkona). Sinisellä on merkitty mediaani, punaisella 85%. Tunnusluvut on laskettu +- 1 m/s levyisille kaistoille.

Alimpana on datapisteiden määrä kullakin kaistalla. Jotta tunnusluvut olisivat luotettavia, määrän pitäisi mielellään olla 40 tai enemmän. Läheskään aina se ei ole, joten datoja joudutaan käsittelemään vielä monella tapaa.

Näiden perusteella ei vielä kannata spekuloida johtopäätöksistä, mutta alustavasti jotain voi sanoa. Yli 10 kmh nopeuksilla tulokset ovat lähes kaikilla samankaltaisia: okkluusioaika pienenee tai pysyy lähes vakiona. Alle 10 kmh vauhdeilla taas esiintyy suurempaa vaihtelua, mutta varsin monella okkluusioaika on pienempi. Juuri tämä on ollut työhypoteesina: pienillä nopeuksilla näköistia tarvitaan tasapainon pitämiseen.

Mikäli tulos lopulta pitää paikkansa, se viittaisi siihen että huomion herpaantuminen on ongelma sekä pienillä että suurilla nopeuksilla. Seuraamukset tottakai ovat pahemmat suurilla nopeuksilla; kuitenkin törmääminen esimerkiksi kävelevään lapseen voi olla negatiivinen asia jo hyvinkin pienillä nopeuksilla.

Koska tarkoitus on julkaista ammattimaisessa tiedelehdessä, emme välttämättä kirjaa tähän blogiin kaikkia välivaiheita ennen julkaisua. Teemme kuitenkin yhteenvedon mittaustuloksista mahdollisimman pian, kunhan saamme tehtyä tarvittavat laaduntarkastukset.

Lisätietoa: Blindspin project page.

JFig-P11

JFig-P03

JFig-P14

 

Blindspin 6: Haemme vapaaehtoisia

Haemme ensi viikosta (21.7.) alkaen vapaaehtoisia koehenkilöitä koehenkilöitä Blindspin-tutkimusprojektiin.  Blindspin on joukkoistettu vapaaehtoinen Open Science – tutkimushanke. Sen tarkoitus on selvittää riskejä, joita tarkkaavaisuuden herpaantuminen voi tuottaa pyöräilyssä.  Projektisivu: http://www.zygomatica.com/blindspin

Riskejä selvitetään ns okkluusiotestillä.  Siinä koehenkilö käyttää erityisvalmisteisia laseja, joiden läpinäkyvyyttä hallitaan sähköisesti. Ajo suoritetaan normaalilla suoralla pyörätiellä joko Turussa tai Kaarinassa, ja se kestää noin tunnin. Pyörätie on harvaliikenteinen, mutta ei muulta liikenteeltä suljettu. Mikäli tiellä on muuta liikennettä, koe keskeytetään kunnes tie on taas tyhjä. Continue reading Blindspin 6: Haemme vapaaehtoisia

Juhannusten matematiikkaa

 

Tärkeää suomalaista juhannusperinnettä, sepalus auki hukkumista, on matemaattisesti tutkittu erittäin vähän. Tämä on sääli, sillä perinne tarjoaa hyvän esimerkin Bayeslaisesta analyysistä. Analyysin perusteella on myös mahdollista löytää konkreettisia ja rationaalisia menetelmiä hukkumisten vähentämiseen.

Kuinka todennäköistä on hukkua juhannuksena sepalus auki?  Muuttujat eivät ole riippumattomia, vaan niiiden yhteinen piilomuuttuja on tärkein suomalainen juhannusperinne: oluen juonti.

Aihe ei ole minullekaan aivan vieras. Vaikka elämänkaareni ei  tapahtumarikas tai mielenkiintoinen olekaan, olen kuitenkin itse elänyt aikana jolloin ikätoverini ovat olleet nuoria. Teorian lisäksi voin siis esittää heuristisia arvioita.

Mikäli hukkuminen ja sepalus auki oleminen olisivat riippumattomia muuttujia, saataisiin lopputulos kertomalla niiden todennäköisyydet yhteen.  Suomen uimaopetus- ja hengenpelastusliiton tilastojen mukaan juhannuksena hukkuu keskimäärin kahdeksan ihmistä. Sepalustilastoja ei kerätä, mutta (mahdollisesti teekkareita lukuunottamatta) harva kulkee koko juhannusta sepalus auki. Kertolaskun perusteella sepalushukkumisia olisi häviävän vähän. Tämä on ristiriidassa perinnetiedon kanssa.

Laskennassa tuleekin käyttää Bayesläisiä menetelmiä. Kirjoitetaan

P(huksep) = P(huk|sep) * P(sep),

eli todennäköisyys on kahden todennäköisyyden tulo: todennäköisyys olla sepalus auki, ja ehdollinen todennäköisyys hukkua jos sepalus on auki.

Olut muodostaa lineaarisen suodattimen: ajanhetkellä T1 juotu olutpullo pyrkii poistumaan viimeistään ajanhetkellä T2, missä aikaväli T2-T1 on noin tunti.

Tyypillinen juomistahti lienee noin kolme oluttölkkiä tunnissa, eli lähes litra. Virtsarakon koko on noin 500 millilitraa, mutta se voi venyä hyvinkin paljon. Heuristisesti voidaan arvioida, että juojan on kerran tunnissa helpotettava oloaan.  NIH:n mukaan tyypillinen virtsavuontiheys 14-45-vuotiaalle miehelle on noin 20 ml/sec. Tämän mukaan litran tyhjentämiseen kuluisi tehokasta työaikaa noin 50 sekuntia.

On kuitenkin huomioitava, että koordinaatiokyky heikentyy parin litran jälkeen. Sepaluksen aukioloaika on käytännössä helposti 2-3 minuuttia, teekkareilla huomattavasti pidempikin. Voidaan siis arvioida, että aktiivinen juhannusjuhlija joutuu olemaan sepalus auki jopa 2-3 minuuttia tunnissa, eli P(sep)=5%.

Toinen parametri, P(huk|sep), riippuu kontekstista. Kuivalla maalla hukkuminen on vaikeaa. Juhannusperinteeseen kuuluu kuitenkin läheisesti veden ääreen etsiytyminen. Jo laiturilta voi hukkua, mutta helpompaa se on veneestä. Käytännössä todennäköisyysketjua täytyy vielä laajentaa niin, että otetaan huomioon myös ehdollinen todennäköisyys olla veneessä kun sepaluksen on oltava auki P(ven|sep), ja ehdollinen todennäköisyys hukkua jos näin tapahtuu P(huk|vensep).

P(huksep) = P(huk|vensep) * P(ven|sep) * P(sep)

Veneitä on Suomessa noin 700,000, näistä 260,000 soutuveneitä. Soutuveneestä hukkuminen on klassisin perinne. Juhannuksena melkoinen osa venekannasta on käytössä, ehkä hyvinkin neljäsosa (noin 60,000). Ehkä kolmasosassa veneistä on vähintää yksi humalainen. Keskimääräinen souturetki ei liene pitkä, ehkä tunnin, mutta juhannushumallassasoutamissuoritteita olisi tällä arviolla kuitenkin 20,000 miestyötuntia.

Jos arvioidaan että vajaa neljä miljoonaa suomalaista juhlii juhannusta, ja juhlinta kestää kahdeksan tuntia, juhannuksena syntyy kaikkiaan noin 30 miljoonaa juhlintasuoritemiestyötuntia. Toisin sanoen noin 0.07% suomalaisista olisi sepalus auki soutuveneessä; P(ven|sep)=0.07%.

Suurin osa tästä 0.7 promillen joukosta ei toki huku, vaikka veneestä virtsaaminen onkin vaarallista. Varsinkin jos otetaan huomioon mahdollisuus käyttää esimerkiksi äyskäriä, ja hulluja ja humalaisia suojaava onni, P(huk|vensep) voi olla niinkin pieni kuin prosentin luokkaa.

Kun luvut kerrotaan yhteen, saadaan tulokseksi, että P(huksep) ~1E-6. Keskimääräisen suomalaisen todennäköisyys hukkua sepalus auki on siis hieman alle 1 miljoonasta, eli yksi micromort. Olen analysoinut micromortin käsitettä kirjoituksessa Möläytysten matematiikkaa, jossa arvioin poliitikolla olevan micromortin todennäköisyys tuhota uransa joka kerta, kun hän avaa suunsa.

Koska juhlivia suomalaisia on nelisen miljoonaa, todennäköistä olisi, että sepelusaukihukkumisia tapahtuisi joka vuosi vähintään yksi. Tämä on vahvasti samansuuntainen kuin arkikokemus. Ihmistieteissä tarkkuus on tunnetusti huonompi kuin kovilla tieteenaloilla, joten tulosta voidaan pitää sangen vahvana.

Juhannusjuhlija kannattaa siis mallintaa Bayeslaisena suodattimena. Tämä tarjoaa myös rationaalisia keinoja vähentää sepalus auki hukkumisia. Suuretta P(sep) pienentämällä päästään nopeimmin tuloksiin. Sitä voi pienentää ainakin kolmella tavalla: vähentämällä oluen juontia, kehittämmällä tehokkaampia sepalusratkaisuja (jolloin aukioloaika on lyhyempi), tai kasvattamalla juhlijoiden virtsarakkojen tilavuutta  kirurgian tai geenimanipulaation avulla. Näistä kaksi viimeksimainittua ovat käytännössä realistisia.

Muita epätavallisia laskelmia: täällä.

False_color_image_of_the_far_field_of_a_submerged_turbulent_jet

Translate »