人人都知道,蜘蛛用丝织网,蜘蛛网是一种由卵白质制成的自然纤维。而现在,蜘蛛吐出的结实、有弹性、有粘性的丝绸引发了研究职员的灵感。

图 | 一个蜘蛛网的横截面图像(以差异颜色显示)被组合成三维图像,并被转成音乐(泉源:Isabelle Su&Markus Buehler)

当你想到蜘蛛网时,你最有可能想到的是球状编织者的网:扁平、圆形、有径向辐条,蜘蛛围绕这些辐条构建一个螺旋形的网。然而,大多数蜘蛛网不是这种类型的,而是以三维方式构建的 ――例如片状网、纠结网和漏斗网等。

为了探索这些类型的网的结构,研究小组将一只热带帐篷网蜘蛛安置在一个长方形的围栏里,并守候它用一个三维的网来填充空间。然后,他们使用片状激光照射并确立网络的二维截面的高清晰度图像。

若是将这些弦作为振动物体来建模,会怎么样?最近,有科学家示意,他们用蜘蛛网缔造了音乐。他们将蜘蛛网的结构转化为音乐,这可能会应用到改善 3D 打印机、跨物种交流、引发音乐创作等领域。

蜘蛛的视力欠好:它们通过差异频率的振动来感知天下,蜘蛛的身体和腿上笼罩着细小的毛发和裂缝,可以区分差异种类的振动。

当蜘蛛在织网的历程中拉伸丝线,或者猎物误入网中所发出的振动声,与另一只蜘蛛的或微风的搅动声截然差异,一张网的每根线都市发生差其余音调。

麻省理工学院(MIT)的研究者们耐久以来对音乐感兴趣,想知道是否能从蜘蛛网中提取节奏和旋律。他们以为这可能是音乐灵感的一个新泉源。

此外,通过听觉和视觉来体验蜘蛛网,希望能对蜘蛛网的三维结构和组织有新的熟悉。

为此,科学家们用激光扫描了一张自然的蜘蛛网。通过盘算机算法,他们重修了蛛网的三维网络。

然后,他们将差异频率的声音分配给各条蜘蛛网,缔造出 “音符”,并凭证蜘蛛网的三维结构将其组合成图案,以发生旋律。研究小组将这些频率转移到人耳可听到的声音局限内,并选择赋予它们类似于竖琴的音色。

通过缔造一个类似竖琴的乐器,科学家们在天下各地的一些现场演出中演奏了蜘蛛网音乐。

几年前,他们将蜘蛛网的三维结构转化为音乐,并与阿根廷艺术家托马斯・萨雷斯诺(Tomás Saraceno)互助缔造了一种互动乐器,名为 “蜘蛛画布”。

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现在,该团队在之前的事情基础上举行了完善和生长,并增添了一个互动的虚拟现实组件,使人们能够进入网中并与之互动。

研究者示意说,我们做了一个虚拟现实设置,让人们从视觉和听觉上 “进入” 这张蜘蛛网。虚拟现实环境真的很耐人寻味,由于你的耳朵会捕捉到你可能看到但不能立刻识其余结构特征。通过同时听和看,你可以真正最先领会蜘蛛生涯的环境。

通过在制作历程中扫描一张蜘蛛网,将每个阶段转化为差异声音的音乐,获得了对蜘蛛若何织网的明白。

类似竖琴的乐器在这个历程中发出的声音会发生转变,反映了蜘蛛建网的方式。因此,可以用听觉的形式探索蜘蛛网是若何被构建的时间顺序。

图 | 通过VR探索蛛网(泉源:YouTube截图)

在深入领会了蜘蛛是若何结网的之后,这种关于蜘蛛若何织网的知识,可能有助于设计出构建庞大微电子的 “模拟蜘蛛” 的 3D 打印机。

蜘蛛 “打印” 蛛网的方式是了不起的,由于没有使用支持质料,而现在的 3D 打印方式通常需要这种质料。

科学家们还探索了当蜘蛛网露出在差其余机械力下时,网的声音若何转变,例如拉伸。他们发现,当在 VR 环境中把网拉开时,弦的张力和它们发生的声音会发生转变。在某些时刻,弦断了,它们会发出啪啪的声音。

该团队还对学习若何用蜘蛛的语言从而与蜘蛛交流感兴趣。在蜘蛛网的局限内,丝线以一种或另一种频率振动,这取决于它们的长度和张力,与吉他的弦纷歧样。

他们纪录了蜘蛛举行差异流动时发生的网的振动,如建网、与其他蜘蛛交流或发送求爱信号。只管这些频率在人耳中听起来很相似,但一种机械学习算法将这些声音准确地划分为差其余流动。

研究者正在试图发生合成信号,来表达蜘蛛的语言。“若是我们把它们露出在特定的节奏或振动中,我们是否可以影响它们的行为,而且我们是否可以最先与它们交流?这些都是迷人的想法”。也许有一天,人类可以和蜘蛛聊谈天,可以一起演奏一首歌,一起演奏。

-End-

参考:

https://www.vice.com/en/article/v7e43y/scientists-turned-spiderwebs-into-music-and-its-hauntingly-beautiful

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