Пауки — мастера-строители, умело плетущие из шелковых нитей сложные трехмерные сети, которые служат им домом и охотничьими угодьями. Если бы люди вошли в мир пауков, они могли бы узнать о строительстве паутины, поведении паукообразных и многом другом. Сегодня ученые сообщают, что они преобразовали структуру сети в музыку, которая может иметь различные приложения, от улучшенных 3D-принтеров до межвидового общения и потусторонних музыкальных композиций.
Паук живет в среде вибрирующих струн. Они плохо видят, поэтому ощущают свой мир через вибрации, которые имеют разные частоты. Такие колебания возникают, например, когда паук натягивает шелковую нить во время строительства, или когда ветер или пойманная муха перемещает паутину.
Авторы работы задались вопросом: возможно ли извлеч ритмы и мелодии нечеловеческого происхождения из природных материалов, таких как паутина. Сети могут стать новым источником музыкального вдохновения, которое сильно отличается от обычного человеческого опыта. Бюлер и его коллеги из Массачусетского технологического института ( MIT ) вместе с соавтором Томасом Сарасено из Studio Tomás Saraceno надеялись получить новое представление о трехмерной архитектуре и построении сетей. .
Помня об этих целях, исследователи отсканировали естественную паутину с помощью лазера, чтобы получить двумерные поперечные сечения, а затем использовали компьютерные алгоритмы для восстановления трехмерной сети. Команда назначила разные частоты звука нити сети, создавая "ноты", которые они объединяли в шаблоны на основе трехмерной структуры сети для создания мелодий. Затем исследователи создали инструмент, похожий на арфу, и сыграли музыку паутины в нескольких живых выступлениях по всему миру.
Команда также создала виртуальную реальность, которая позволяла людям визуально и аудиально "входить" в сеть. Среда виртуальной реальности действительно интригует, потому что ваши уши будут улавливать структурные особенности, которые вы можете увидеть, но не сразу узнаете. Услышав это и одновременно увидев это, вы действительно сможете начать понимать среду, в которой живет паук.
Чтобы понять, как пауки строят сети, исследователи сканировали сеть в процессе строительства, превращая каждый этап в музыку с разными звуками.
Звуки нашего подобного арфе инструмента изменяются в процессе работы, отражая способ, которым паук строит паутину. Итак, мы можем исследовать временную последовательность построения сети в слышимой форме. Это пошаговое знание того, как паук строит сеть, может помочь в разработке "имитирующих пауков" 3D-принтеров, которые создают сложную микроэлектронику.
В других экспериментах исследователи изучали, как меняется звук паутины, когда она подвергается воздействию различных механических сил, таких как растяжение.
Команда также заинтересована в том, чтобы научиться общаться с пауками на их родном языке. Они регистрировали вибрации сети, возникающие, когда пауки выполняли различные действия, такие как создание сети, общение с другими пауками или отправка сигналов ухаживания. Хотя частоты звучали аналогично человеческому уху, алгоритм машинного обучения правильно классифицировал звуки по различным видам деятельности. Теперь исследователи пытаются генерировать синтетические сигналы, чтобы говорить на языке паука.
