«Сюда идет владычица Юнона, я узнаю по поступи ее»

Люди — единственные млекопитающие, которые уверенно ходят на двух ногах. Походка индивидуальна почти так же, как отпечатки пальцев. В книге «Первые шаги» палеоантрополог Джереми Десильва рассказывает, почему насколько необычайна способность ходить.

Мы с женой работаем в одном колледже, и я иногда вижу, как она прогуливается по лужайкам кампуса. Я узнаю ее по одной лишь походке, даже если нахожусь слишком далеко, чтобы разглядеть лицо. Каждый человек — будь то Джон Уэйн с его развинченной и слегка разбалансированной походкой, Дороти, спешащая к Волшебнику из Страны Оз, Мэй Уэст, преувеличенно покачивающая бедрами, или передвигающийся вприпрыжку Шегги из мультсериала «Скуби-Ду» — ходит только одному ему присущим, узнаваемым образом.

Это не просто наблюдения из жизни.

В 1977 г. психологи из Уэслианского университета Джеймс Каттинг и Линн Козловски впервые провели эксперимент с целью установить, могут ли люди узнавать друг друга по походке. Они снимали на камеру идущих людей, после чего заменяли их фигуры контурами из светящихся
пятнышек, как это делается в наше время в Голливуде с помощью технологии захвата движения. В результате испытуемые не могли ориентироваться по такими признакам, как цвет волос или строение тела. Ученые установили, что даже если превратить человека в контур из огоньков, друзья прекрасно его узнают.

С тех пор многочисленные исследования подтвердили, что все мы способны узнавать друзей и родственников по одной только походке. Оказывается, у нас в мозге есть области, тонко настроенные на решение этой задачи.

Например, в 2017 г. социолог Карина Хан (в настоящее время работает в Национальном институте стандартов и технологий в Мэриленде) провела исследование с участием 19 человек, во время которого испытуемому, помещенному в аппарат МРТ, показывали видеозаписи, на которых их знакомые шли навстречу зрителю. Область мозга, находящаяся непосредственно за ушами (верхняя височная борозда) активировалась, когда они узнавали людей по походке. Когда идущий человек оказывался достаточно близко, чтобы можно было распознать лицо, включалась другая область мозга испытуемого.

То, как ходит человек, не только позволяет опознавать его, но и рассказывает о нем многое другое. Мы прекрасно определяем настроение, намерения и даже черты характера по походке человека. Поникшие плечи и усталая походка воспринимаются как проявление горя. Пружинящий шаг говорит о том, что человек счастлив. Громкое топанье может выражать гнев. Исследования показывают, что мы судим о подобных вещах не только на основе интуиции.

Впрочем, люди не могут с абсолютной точностью интерпретировать подобные сигналы и их способности в этом отношении различаются. Результаты исследования, проведенного в 2012 г. в Даремском университете (Великобритания), продемонстрировали, что мы считаем других отважными,
дружелюбными, заслуживающими доверия, нервными, общительными или отзывчивыми, судя по их походке, тогда как сами эти люди могут оценивать себя совершенно иначе. Иногда мы делаем неверные выводы о человеке на основе оценки его манеры ходить.

Как выяснилось, особенно хороши в подобных оценках психопаты. В 2013 г. Анджела Бук, психолог из Университета Брока в Онтарио (Канада), сняла на видеокамеру идущих по коридору старшекурсников и показала эти видеозаписи 47 заключенным, отбывающим наказание в тюрьме строгого режима, попросив при этом определить, насколько уязвимы эти люди по шкале от 1 до 10. Заключенные — особенно определяемые как психопаты — в заполненных после просмотра опросниках указали, что учитывают особенности походки при выявлении людей слабых или уязвимых по другим причинам. Старшекурсники, выполнявшие то же задание, на эти признаки никак не реагировали.

Из этого следовали пугающие выводы. Как отметила Бук, Тед Банди, признавшийся в изнасиловании и убийстве 30 женщин и девочек в 1970-х гг., как-то похвастался, что мог «выбрать жертву по тому, как она шла по улице, по наклону ее головы, по тому, как она держалась».

С эволюционной точки зрения представляется целесообразным, чтобы все млекопитающие, включая людей, могли легко распознавать разные биологические виды и особей собственного вида и даже определять их настроение исходя из того, как те двигаются.

С учетом свидетельств, говорящих о том, что в прошлом разные виды гоминин ходили по-разному, можно предположить, что способность понимать, относится ли группа гоминин, кормящаяся неподалеку, к твоему или другому виду, обеспечивала преимущества, а возможно, и выживание. Умение выявлять едва заметные различия в походке могло бы помочь в такой идентификации. Если же по особенностям походки делается вывод, что незнакомцы относятся к твоему виду, как узнать, кто они для тебя — друзья, родственники или чужаки? От ответа на этот вопрос, возможно, зависит, избежишь ли ты конфликта или нарвешься на неприятности.

Способность различать настрой других по походке также могла давать преимущество. Была ли охота успешной, или охотники уныло тащатся с опущенными головами? Кто-то бредет хромая, значит, он ослаблен! Крупный самец принимает позу подчинения — это говорит о возможности смены лидера, как происходит сейчас в стаях шимпанзе.

Особенности походки и позы являлись важнейшими способами коммуникации у гоминин, не знающих членораздельной речи, столь же, а то и более значимыми для наших предков, как сегодня для нас.

Оказывается, походка не единственный элемент ходьбы, по которому нас можно идентифицировать.
«Следы ног подобны отпечаткам пальцев», — объяснил мне Омар Костилья-Рейес.

Прохладным осенним утром он встретил меня в Центре исследования мозга и когнитивных наук в кампусе Массачусетского технологического института (МТИ). На нем была расстегнутая серая толстовка поверх футболки с надписью «Я люблю НАСА». Уроженец Толуки, небольшого городка
в пригороде Мехико, он получил докторскую степень в Манчестерском Университете (Великобритания), где разработал алгоритм идентификации человека по отпечаткам ног.

Костилья-Рейес выявил 24 признака, отличающие следы одного человека от следов другого. Он рассказал, что его алгоритм верно идентифицирует людей по отпечаткам ног в 99,3% случаев, что является наилучшим результатом в этой области на сегодняшний день.

Меня это впечатлило, но оставались некоторые сомнения. Разве нельзя обмануть алгоритм, изменив походку, как это сделал мнимый калека Кайзер Созе в фильме «Подозрительные лица» (The Usual Suspects)? Возможно, сказал Костилья-Рейес, но, когда алгоритмы машинного обучения будут основываться на большем количестве данных, их не удастся сбить с толку никакими трюками.

Я тут же представил себе полы аэропортов со встроенными датчиками давления. Сотрудникам Управления транспортной безопасности больше не придется внимательно рассматривать паспорта и посадочные талоны. Благодаря этим датчикам или камерам, фиксирующим нашу походку,
правоохранители смогут распознавать человека независимо от того, повернут он лицом или спиной.

Чтобы узнать об этом больше, я позвонил Раме Челлаппе, профессору факультета инженерных наук Мэрилендского университета, специализирующемуся в области распознавания походки и машинного обучения. В 2000 г. он получил грант Министерства обороны США на исследование ходьбы как средства идентификации, хотя в последние два десятилетия научное сообщество в целом больше
склонялось к распознаванию лиц, сочтя такой подход более эффективным.

«Все мы ходим по-разному, но все это пока на уровне научного исследования», — сказал он и добавил, что неправильного угла наклона видеокамеры, изменения характера поверхности, по которой идет человек, или наличия у него груза достаточно, чтобы исказить походку и сказаться на точности идентификации. Более того, при движении в толпе будет сложно выделить индивидуальные особенности походки. Я вспомнил (возможно, выдуманную) историю о том, как американских шпионов учили класть в обувь камешки или монетки, чтобы немного изменить походку и остаться неузнанными.

Во время нашей встречи в МТИ Костилья-Рейес сказал мне, что благодаря развитию технологий компьютерного зрения и методов машинного обучения распознавание лиц стало дешевле и эффективнее распознавания походки, но сочетание обоих подходов могло бы быть особенно продуктивным.

Кроме того, как считает Костилья-Рейес, существует возможность применения анализа походки и в сфере здравоохранения. Одним из первых симптомов деменции и болезни Альцгеймера является изменение походки. Эти заболевания можно было бы выявлять на ранних стадиях, если бы кабинеты врачей и/или дома престарелых были оборудованы датчиками давления стоп пациентов при ходьбе.

Это еще не все. В 2012 г. Мариос Саввидес, компьютерный инженер из Университета Карнеги — Меллона, разработал приложение, позволяющее смартфону распознавать походку своего владельца. Встроенные в смартфон крошечные гироскопы и акселерометры регистрируют мелкие различия в том, как ходят люди. Поскольку походка каждого человека уникальна, телефон останется заблокированным, если не распознает голос и движения пользователя. Аналогичное приложение используется некоторыми чиновниками Пентагона, а выход его коммерческой версии ожидался в 2021 г.

Ходьба всегда представляла собой нечто-то большее, чем перемещение из одного места в другое. Она является и всегда являлась социальным феноменом. Сегодня мы воспеваем уединенные, посвященные размышлениям прогулки Торо, Вордсворта и Дарвина, но в нашей эволюционной истории гулять в одиночестве редко было хорошей идеей. Вплоть до самого недавнего времени исполненная созерцанием прогулка, совершаемая в одиночку, без сомнения, закончилась бы тем, что человек оказался бы в смертельных тисках челюстей леопарда или какого-нибудь другого хищника.

Мы часто ходим в компании, подобно рыбам в косяке, и представляется вероятным, что так же вели себя и наши предки. Из повседневного опыта давно известно, что люди, идущие вместе, неосознанно координируют свои шаги, но эмпирические доказательства этого были получены лишь
в 2007 г.

Ари Зивотовски из Лаборатории по изучению двигательной активности глаз и зрительного восприятия при Университете Бар-Илана (Израиль) и его коллега Джефри Хаусдорф из Тель-Авивского университета и Медицинского центра Сураски (Тель-Авив) провели исследование, во время которого 14 учениц средних классов по заданию ученых ходили по школьному коридору. Исследователи обнаружили, что, когда девочки шли парами, они синхронизировали шаги. Повязки на глазах, не позволяющие им видеть друг друга, не повлияли на результат. Что неудивительно, легче всего синхронизация достигалась, если девочки держались за руки.

Через год после экспериментов Зивотовски в другом исследовании было установлено, что люди, идущие по соседним беговым дорожкам в тренажерном зале, неосознанно синхронизируют шаги.

В 2018 г. Клэр Чемберс, научный сотрудник факультета нейронаук Пенсильванского университета, проанализировала походку людей, изучив около 350 видеозаписей, выложенных на YouTube. Она обнаружила свидетельства того, что во всем мире, от Лондона до Сеула и от Нью-Йорка до Стамбула, люди — даже незнакомые — синхронизируют шаги друг с другом во время ходьбы.

Иногда, однако, за синхронизацию ходьбы приходится платить.

Стивену Кингу было всего 18 лет, когда он написал свою первую книгу «Долгая прогулка» (The Long Walk). По сюжету 100 подростков и юношей выстраиваются на границе штата Мэн и Канады и идут на юг со скоростью 6,5 км/ч.Если кто-то из участников сбавляет скорость ниже этого минимума, то получает предупреждение. Три предупреждения — и нарушителя расстреливают сопровождающие молодых людей солдаты на автомобилях. Вдоль улиц собираются толпы зевак, подбадривающие участников. Долгая прогулка заканчивается, когда остается только один — победитель.

Особенно захватывающей эту книгу для человека, как и я изучающего ходьбу, делает установленный минимум скорости — 6,5 км/ч. Кросс-культурное исследование психологов Роберта Левина и Ары Норензаяна, охватившее свыше 2000 человек из 31 страны, показало, что люди, идущие в одиночестве по ровным городским улицам, движутся со скоростью около 4,8 км/ч. Ирландцы и голландцы в среднем ходят несколько быстрее (5,8 км/ч), а бразильцы и румыны склонны к более расслабленной ходьбе (4 км/ч).

В ходе исследования, проведенного в 2011 г., ученые из Института движения человека в Мюнхене (Германия) собрали данные о скорости ходьбы 358 человек разного возраста и получили среднее значение 4,5 км/ч, постепенно уменьшающееся с возрастом. При такой скорости люди передвигаются поразительно эффективно и могут идти очень долго, не утомляясь. Если бы Кинг в своей книге установил нижний предел скорости 4,5 км/ч, повествование не было бы таким захватывающим.

Затраты на перемещение нашего тела растут вместе со скоростью. Юноши из романа Кинга были измучены психически, эмоционально и, разумеется, физически. Необходимость поддерживать темп ходьбы в 6,5 км/ч, чтобы остаться в живых, — вот что ужасает в этой «Долгой прогулке».

Конечно, люди могут ходить с разной скоростью в силу многих причин, отчасти культурных, отчасти анатомических, но в определенной степени это связано с базовыми принципами энергетики. Попробуйте пойти со своей нормальной скоростью. Теперь ускорьте темп и идите быстрее. Это потребует дополнительной энергии. Однако если вы замедлитесь до скорости улитки, на то, чтобы не сорваться на предпочтительную для вашего тела скорость передвижения, тоже потребуется энергия. У каждого имеется оптимальная скорость ходьбы. Что же происходит, когда люди с разными оптимальными для себя скоростями идут вместе?

Представьте двух идущих рядом людей, быстроногого и медлительного. Ускоряет ли шаг тот, кто ходит медленно, неся все энергетические затраты, или идущий быстрее замедляется и берет это бремя на себя? Что происходит в большой группе людей, каждый из которых имеет собственную
оптимальную скорость ходьбы? Когда The Beatles шли через Эбби-роуд, Ринго взял на себя все энергетические издержки или только их часть? Похоже, ответ заключается в том, что люди тяготеют к среднему значению, неосознанно приходя к оптимальной скорости, минимизирующей энергетические потери группы в целом.

Однако ситуация меняется, если два пешехода связаны нежными чувствами. Профессор Тихоокеанского университета в Сиэтле Кара Уолл-Шеффлер провела исследование с участием студентов американских колледжей и обнаружила, что в паре все издержки берет на себя мужчина. Хотя это благородно, но не слишком-то справедливо с физиологической точки зрения. Уолл  Шеффлер, выявившая тот факт, что широкие бедра помогают женщинам носить грузы, установила, что такая особенность анатомии обеспечивает женщинам еще и более широкий спектр оптимальных скоростей ходьбы, чем имеется у мужчин. Замедляя или ускоряя шаг, женщины не тратят столько энергии, сколько мужчины.

Тем не менее ходьба всегда была для нас совместным занятием. На протяжении 97% истории нашего биологического вида и 99% времени существования на Земле прямоходящих двуногих гоминин мы являлись кочевыми охотниками-собирателями. Мы бродили по территории, переходя от одного источника пищи к другому. Мы устраивали временные стоянки, а когда ресурсы заканчивались, собирали свои немногочисленные пожитки и вместе отправлялись в путь.

Некоторые человеческие популяции, в том числе народы хадза в Танзании и цимане в Боливии, до сих пор ведут подобный образ жизни, но большинство людей в наши дни живут в постоянных жилищах и питаются продуктами сельского хозяйства. Многие наши города, где проживает более половины всех людей в мире, устроены таким образом, что перемещаться из одного места в другое пешком трудно или даже опасно. Ходьба — то самое, что сделало нас людьми, — перестала быть частью повседневной жизни, как это было раньше.

Подробнее о книге «Первые шаги» читайте в базе «Идеономики».