Esistono leggi matematiche che regolano i nostri spostamenti? Possiamo capire come esploriamo un territorio e quindi migliorare il modo in cui progettiamo, costruiamo e modifichiamo le nostre città? Come si diffondono le malattie su un territorio, e soprattutto, chi di noi ha maggiore probabilità di diffonderle?

Queste sono domande affascinanti restate irrisolte per secoli, data l’impossibilità di osservare accuratamente gli spostamenti di individui in una città, una regione, un’intera nazione. Oggi, però, siamo nell’era digitale e la risposta a queste domande è finalmente alla nostra portata, nascosta nei giacimenti dell’oro nero di questo secolo: i Big Data. In uno studio condotto dal nostro Kdd Lab al Cnr e all’Università di Pisa e pubblicato su Nature Communications abbiamo analizzato milioni di traiettorie prodotte da automobili dotate di dispositivi Gps e le posizioni da cui sono state effettuate milioni di telefonate in un periodo di tre mesi, dati da cui abbiamo estratto le tracce di mobilità di circa 100mila individui, ovviamente anonimi (nella visualizzazione sopra prodotta dal Kdd Lab di Pisa, visual designer Salvo Rinzivillo, in base a dati di mobilità prodotti da Octo Telematics). Per ognuno di questi individui abbiamo calcolato il raggio totale di mobilità, ossia la distanza tipica percorsa ogni giorno, e il suo raggio ricorrente di mobilità, ossia la distanza tipica percorsa ogni giorno tra i posti più frequenti, per esempio casa e posto di lavoro. Il confronto tra raggio ricorrente e raggio totale ha rivelato un mondo nettamente diviso in due tra abitudinari ed esploratori.

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Gli individui abitudinari (o returners) presentano raggio ricorrente e raggio totale molto simili e una struttura di mobilità “bipolare”: tendono a viaggiare prevalentemente tra due cuori di mobilità, quello relativo alla casa e quello relativo al posto di lavoro o di studio, per esempio. Gli individui esploratori (o explorers) presentano invece raggio ricorrente e raggio totale molto diversi e una struttura di mobilità “a stella”, con un cuore di mobilità centrale (che include casa e il posto di lavoro, per esempio) e tanti cuori di mobilità che “gravitano” attorno al cuore principale. L’importanza di questa dicotomia, che non ammette scale di grigio tra i due profili, è nelle sue conseguenze. Simulazioni al computer ci hanno infatti rivelato un ruolo centrale degli esploratori in fenomeni cruciali come la diffusione epidemica e l’interazione sociale. Data la loro struttura di mobilità a stella, gli esploratori hanno una maggiore probabilità di diffondere malattie sul territorio e una tendenza ad assorbire la maggioranza delle interazioni in una rete sociale. Ma non finisce qui.

Oltre all’analisi della mobilità fisica, possiamo studiare tipi di mobilità più astratta, ad esempio come ci muoviamo tra domini Web quando visitiamo l’ambiente senza limiti del cyberspazio. Un team di ricercatori del Florida Institute of Technology ha analizzato la mobilità “astratta” che emerge dalla cronologia di visita di pagine Web di centinaia di individui, riproducendo il nostro studio su abitudinari ed esploratori. Sorprendentemente, la dicotomia emerge in modo evidente anche in questo contesto: sulla base dei movimenti tra pagine Web tendiamo a distinguerci in abitudinari ed esploratori virtuali, con caratteristiche di mobilità astratta molto simili a quelle della mobilità fisica. Questo risultato suggerisce che potrebbe esistere una struttura cognitiva ben precisa, un pattern bipolare universale, che caratterizza il modo in cui gli esseri umani esplorano un territorio, sia esso fisico o virtuale.

Grazie ai Big Data stiamo iniziando finalmente a capire le leggi che regolano i nostri movimenti, le nostre esplorazioni, le nostre scelte. I modelli matematici noti, proposti da fisici, trasportisti e urbanisti non catturano la netta dualità della nostra mobilità che emerge dai dati. E quindi i nuovi modelli che stiamo sviluppando a valle di questa scoperta potranno essere più accurati. In grado di farci prevedere, con sempre maggiore accuratezza, l’impatto futuro delle nostre decisioni individuali e collettive. Regalandoci forse la possibilità di prevedere fenomeni cruciali in modo tempestivo: come cambierà la mobilità in un territorio dopo la costruzione di una grande infrastruttura? Come cambieranno i flussi migratori in seguito a un guerra nel Medio-Oriente? Come cambieranno i movimenti dei cittadini europei dopo il Brexit?

I lavori descritti in questo articolo si riferiscono alle seguenti pubblicazioni scientifiche:

  • Pappalardo et al., Returners and Explorers dichotomy in Human Mobility, Nature Communications, 6:8166, 2015.
  • Barbosa et al., Returners and Explorers dichotomy in Web browsing behavior – a human mobility approach, Complex Networks VII: Proceedings of the 7th workshop on Complex Networks, 2016