/, Onderzoek/Heilzaam perspectief voor interieurbeplanting met fractale geometrie

Heilzaam perspectief voor interieurbeplanting met fractale geometrie

2018-08-14T12:20:23+00:00 Door |Inspiratie, Onderzoek|

Van de natuur naar de kantoorachtige binnenruimte

Mensen beïnvloeden hun omgeving, vaak ten behoeve van hun eigen welzijn[1]. Denk hierbij aan zaken als voedselproductie, centrale verwarming en verlichting. Dieren ‘cultiveren’ hun omgeving overigens ook; mieren met hun immense ondergrondse burchten, bevers die hele rivierdelta’s creëren, of olifanten die de savanne vrij houden van bebossing.

Algemeen beschouwd bepaalt de omgeving in welke mate er in behoeften kan worden voorzien, en door goed naar de natuurlijke omgeving van een dier  – of in dit geval de mens – te kijken zou je kunnen afleiden wat de juiste (of betere) omstandigheden zouden moeten zijn voor een goede ontwikkeling en het in stand houden of verhogen van welzijn. Dat is wat er in dierentuinen steeds meer gebeurt. En in steden dus ook. En daar wonen tegenwoordig steeds meer mensen. In Europa is dat zo’n 75% van bevolking. En bovendien brengen ze zo’n 80% van de tijd binnen door.

Dus loont het om op zoek te gaan naar manieren om het binnenmilieu zodanig in te richten zodat die past bij onze ‘biologische organisatie’, en een gevarieerde stimulatie van onze hersenen biedt. Met name de kantoorruimte wordt dan interessant, omdat dit de plek is waar mensen veel tijd doorbrengen en door beïnvloed worden. Maar zelf relatief weinig invloed op kunnen uitoefenen.

In deze context komt er steeds meer belangstelling voor én aanbod in beplanting voor het kantoren-landschap. Mensen lijken goed te gedijen in een zo natuurlijk mogelijke omgeving. En dat komt organisaties ook weer ten goede.

SC Johnson headquarters: kantoor-landschap met natuurlijk licht, ontworpen door Frank Lloyd Wright, gebouwd in 1936

Maar hoe werkt dat dan? Sinds de jaren tachtig probeert de wetenschap hier een antwoord op te vinden, met name vanuit de psychologie. Er zijn verschillende theorieën ontwikkeld om de heilzame werking van natuur te verklaren: The Biophilia Account, Attention Restoration Theory, en Stress Reduction Theory. Deze theorieën focussen op respectievelijk een aangeboren behoefte met natuur te interacteren, en psychologische aspecten die belangrijk zijn voor het dagelijks functioneren, voornamelijk aandacht en stress. Om dit te meten zijn interessante studies gedaan, en vaak wordt ontdekt dat de aanwezigheid van planten, uitzicht op natuur, of zelfs afbeeldingen van natuur stress kunnen verminderen en/of de aandacht verhogen. Maar toch blijft het mechanisme waarmee dit effect tot stand komt ongrijpbaar. Laten we het daarom eens op een andere manier proberen te verklaren.

Fractale patronen: De visuele basis van natuurlijke vormen

Mensen hebben een grote voorkeur voor visuele stimulatie.  Dus moet er iets aan de vorm en configuratie van planten zijn dat via de ogen omgezet wordt in een signaal dat vervolgens in de hersenen een effect heeft op aandacht en stress. Je zou verwachten dat als dit zo is, dit effect het gevolg is van een door de juiste-stimulatie-ontwikkelde, aangeboren hersen-configuratie.

Recentelijk is er interessant onderzoek gedaan naar dit visuele pad. De theorie die dit mechanisme beschrijft heet Processing Fluency, die stelt dat sommige vormen, patronen gemakkelijker te verwerken zijn dan andere; en deze verwerking beïnvloedt tegelijkertijd je gevoel (de zogeheten affectieve uitwerking van een object). Vormen in de natuur zijn vaak opgebouwd uit zelf-herhalende patronen, die in de wiskunde fractale patronen genoemd worden. Wiskundige fractale patronen kunnen zich tot in het oneindige herhalen. De zogeheten Koch-curve is een mooi voorbeeld , zie afbeelding 2. Patronen uit deze categorie worden statistical fractals genoemd

Koch- curve, voorbeeld van een statistical fractal.

De natuur maakt van een zelfde soort herhaling gebruik, maar gebruikt daarbij een bepaalde mate van willekeur, waardoor wel herhaling optreedt maar telkens een beetje anders. Deze patronen worden exact fractals genoemd, met natuurlijke voorbeelden als wolken, varens, en kustlijnen (zie afbeelding 3). Deze wiskundige benadering van natuurlijke patronen maakt het mogelijk om de eigenschappen van een afbeelding exact te kennen, en zelf afbeeldingen te genereren op basis van deze eigenschappen. De eigenschappen die de mate van herhaling (i.e. complexiteit) en willekeur van fractals bepalen zijn de parameters D en P.

Voorbeelden van fractals in de natuur. Links een wolkendek, midden de wiskundige totstandkoming van een varenblad, en rechts een wiskundig gegenereerde kustlijn.


Stel je een blanco vakje voor. Wanneer er in het vak een glooiende ononderbroken lijn getekend zou worden geeft dit een D-waarde van 1, wat aangeeft dat er geen fractale structuur aanwezig is. De maximale D-waarde is 2, waarop het hele vakje zwart zou zijn, en ook geen fractale structuur bevat. Vanaf waarde 1 naar 2 kan de lijn zich repetitief gaan plooien als het ware. Het repetitieve patroon van een fractale lijn zorgt ervoor dat de lijn steeds meer plek inneemt. Met het verhogen van de D-waarde neemt de fijne structuur van de lijn toe. In afbeelding 4 is te zien hoe van links naar rechts de lijn zich steeds meer plooit, waarmee de D-waarde toeneemt.

Voorbeeld van hoe een fractal patroon onder invloed van de P- en D-waarde verandert in respectievelijk ‘natuurlijkheid’ en complexiteit

De P-waarde bepaalt welk percentage van de plooiingen naar ‘beneden’ buigt, waardoor het geheel een meer willekeurige, ‘natuurlijke’ vorm krijgt. In afbeelding 4 staan een aantal Koch-curves van verschillende complexiteit. Zoals eerder te zien was herhaalt het patroon zich door elke keer op vaste punten een driehoek toe te voegen. De P-waarde bepaalt welk percentage van deze driehoeken naar beneden gericht zijn, wat uiteindelijk tot gevolg heeft dat de plooiingen steeds meer op een natuurlijke kustlijn gaan lijken, terwijl een P-waarde van 0 een soort Oosters patroon tot gevolg heeft.

Hoe fractale patronen de heilzame werking van natuur kunnen verklaren

Met deze benadering is het mogelijk afbeeldingen te creëren die variëren op complexiteit en natuurlijkheid. In onderzoek kunnen verschillende variaties van dit soort afbeeldingen worden aangeboden op een scherm, om vervolgens metingen te doen naar bijvoorbeeld voorkeuren, mentale inspanning, aandacht en stress. Zonder op de exacte methodiek in te gaan, kan door middel van eye-tracking, electroencephalography (EEG), en skin-conductance worden uitgezocht waar en hoe onze ogen een afbeelding bekijken (eye-tracking), welke veranderingen in hersenactiviteit daarbij horen (EEG), en hoe het staat met het stress-level in ons lichaam (skin-conductance).

Uit deze studies komen interessante bevindingen naar voren, bijvoorbeeld dat mensen een voorkeur hebben voor afbeeldingen met een D-waarde rond de 1.4. Natuurlijke patronen liggen grofweg tussen de D-waardes 1.1-1.9, waarbij de meeste voor ons bekende patronen, zoals wolken, bomen en bergkammen, liggen tussen de 1.3 en 1.5. De implicatie is dat ons visuele systeem lijkt te zijn ingesteld op die vormen die we het meest tegenkomen, in ieder geval in de natuur.

Daarnaast komt naar voren dat het kijken naar afbeeldingen met deze voorkeurs-complexiteit kan zorgen voor lagere stress-levels wanneer tijdens dit kijken stressvolle mental tasks moeten worden uitgevoerd.

Ofwel: onderzoek naar de relatie tussen visuele verwerking en de fysiologische uitwerking daarvan kan ons verder helpen in de zoektocht naar de heilzame werking van natuur. En in het ontdekken van effectieve toepassingen in bijvoorbeeld kantoren.

Het kantoren-landschap verrijkt met fractale stimulatie

Dit idee dat ons visuele systeem zich heeft gespecialiseerd op het verwerken van natuurlijke patronen klinkt aannemelijk. Door het manipuleren van fractale patronen kunnen fysiologische en psychologische metingen aan elkaar gekoppeld worden. Op die manier zou de heilzame werking van bijvoorbeeld planten op een minder speculatieve manier kunnen worden verklaard dan de huidige psychologische theorieën.

Als ons visuele systeem gemakkelijk fractale patronen, zoals planten, kan verwerken, geeft dit aan dat we gemakkelijk onderscheid kunnen maken tussen fractale patronen van verschillende complexiteit. Daardoor ben je in staat om bijvoorbeeld tussen het bladerdek door een prooidier of roofdier te onderscheiden met eigen herkenbare patronen, denk bijvoorbeeld aan de strepen van een tijger. En het loont nogal om vlug onderscheid te kunnen maken tussen de varens en vijgen en een tijger.

Om vanuit deze jungle-voorstelling terug te keren naar het kantoren-landschap: als het zo is dat visuele stimulatie in de vorm van planten een gemakkelijke verwerking tot gevolg heeft, hou je als werknemer als het ware ‘innerlijke ruimte’ over en kun je meer aandacht besteden aan andere taken. Zelfs een reductie aan stress kan worden gekoppeld aan de visuele verwerking van natuur. En dat werkt wel zo prettig.

Zo kunnen planten in de binnenruimte onze hersenactiviteit een handje helpen. En dat is goed nieuws voor bijvoorbeeld bedrijven die op zoek zijn naar effectieve manieren voor het vergroten van welzijn en productiviteit van hun medewerkers. Wellicht is het zitten achter de geraniums zo gek nog niet, als je tenminste wel goed de fractale patronen op je netvlies laat inwerken.

[1] Welzijn is een veelgebruikt begrip, maar er bestaat weinig overeenstemming over de precieze afbakening. De Oxford Dictionary definieert welzijn als volgt: “the state of being comfortable, healthy, or happy”, welke in dit artikel gebruikt wordt. Daarin zit gezondheid (i.e. health) opgesloten, waarmee welzijn een erg breed begrip kan zijn.

Over de auteur:

Als (evolutionair) psycholoog en bioloog ben ik geïnteresseerd in de interactie tussen mens en omgeving. Onze enorme culturele vooruitgang en capaciteit dit aan volgende generaties door te geven hangen samen met de natuurlijke selectiedruk die tot de moderne mens heeft geleidt. Onze geschiedenis is altijd nauw verbonden geweest met planten, welke in onze moderne omgeving ook een esthetische functie vervullen. Ik ontwerp en maak plant-objecten die appelleren aan de esthetische kwaliteiten waarmee planten een interieur kunnen verrijken. https://www.hertshoorn-amsterdam.nl/