Создание музыки из паутины

Пауки – мастера-строители, умело плетущие из шелковых нитей сложные трехмерные сети, которые служат им домом для пауков и их охотничьими угодьями. Если бы люди могли войти 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.


Исследователи представят свои результаты сегодня на весеннем собрании Американского химического общества (ACS). ACS Spring 2021 пройдет онлайн с 5 по 30 апреля. Сессии в прямом эфире будут проводиться с 5 по 16 апреля, а по запросу и для общения продлится до 30 апреля. На встрече представлено около 9000 презентаций по широкому кругу научных тем.

«Паук живет в среде вибрирующих струн», – говорит Маркус Бюлер, доктор философии, главный исследователь проекта, представляющий работу. «Они не очень хорошо видят, поэтому они ощущают свой мир через вибрации, которые имеют разные частоты». Такие колебания возникают, например, когда паук натягивает шелковую прядь во время строительства или когда ветер или пойманная муха перемещает ткань.

Бюлер, который давно интересовался музыкой, задавался вопросом, может ли он извлекать 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», – говорит он. Кроме того, изучая Интернет через слух, а также зрение, 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 Интернета. Команда назначила разные частоты звука нити сети, создавая «ноты», которые они объединяли в шаблоны, основанные на трехмерной структуре 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 слышно «входить» в Интернет. «Среда виртуальной реальности действительно интригует, потому что ваши уши будут улавливать структурные особенности, которые вы можете увидеть, но не сразу узнаете», – говорит Бюлер. «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 меняются во время процесса, отражая то, как паук строит паутину», – говорит Бюлер. «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. «Способ паука« печатать »паутину примечателен тем, что не используется поддерживающий материал, как это часто бывает в современных методах 3D-печати», – говорит он.

В других экспериментах исследователи изучали, как меняется паутины, когда она подвергается воздействию различных механических сил, таких как растяжение. «В среде виртуальной реальности мы можем начать разрывать паутину, и когда мы это делаем, натяжение струн и звук, который они производят, изменяются. В какой-то момент нити рвутся, и они издают щелчок», Бюлер говорит.

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, машинного обучения правильно классифицировал звуки по различным видам деятельности. «Теперь мы пытаемся генерировать синтетические сигналы, чтобы говорить на языке паука», – говорит Бюлер. «Если мы подвергнем их определенным образцам ритмов или вибраций, сможем ли мы повлиять на то, что они делают, и можем ли мы начать с ними общаться? Это действительно захватывающие идеи».

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments