Ученые превратили узор паутины в музыку

13.04.2021 12:25

Ученые превратили узор паутины в музыку

Пауки в значительной степени полагаются на прикосновение, чтобы чувствовать окружающий мир. Их тела и ноги покрыты крошечными волосками и прорезями, которые могут различать разные виды вибраций.

Добыча, наткнувшаяся на паутину, издает вибрационный шум, совершенно отличный от того, как другой паук ухаживает за ней, или, например, от ветра. Каждая нить паутины издает разный тон.

Несколько лет назад ученые превратили трехмерную структуру паутины в музыку, работая с художником Томасом Сарасено над созданием интерактивного музыкального инструмента под названием Spider's Canvas. Теперь команда доработала и расширила эту предыдущую работу и добавила интерактивный компонент виртуальной реальности, чтобы люди могли входить в сеть и взаимодействовать с ней.

По словам команды, это исследование не только поможет им лучше понять трехмерную архитектуру паутины, но и может даже помочь нам изучить вибрационный язык пауков.

"Паук живет в среде вибрирующих струн", - сказал инженер Маркус Бюлер из Массачусетского технологического института. "Они не очень хорошо видят, поэтому они ощущают свой мир через вибрации, которые имеют разные частоты".

Когда вы думаете о паутине, вы, скорее всего, думаете о паутине ткача сфер: плоской, круглой, с радиальными спицами, вокруг которых паук строит спиральную сеть. Однако большинство паутин не относятся к этому типу, а построены в трех измерениях - например, такие как листовые сети, сети клубков и сети воронок.

Чтобы изучить структуру этих видов паутины, команда поместила тропического паука (Cyrtophora citricola) в прямоугольный вольер и ждала, пока он заполнит пространство трехмерной паутиной. Затем они использовали листовой лазер для освещения и создания изображений высокой четкости двумерных поперечных сечений полотна.

Затем специально разработанный алгоритм собрал воедино трехмерную архитектуру сети из этих двухмерных поперечных сечений. Чтобы превратить это в музыку, разным нитям были выделены разные звуковые частоты. Сгенерированные таким образом ноты воспроизводились по шаблонам, основанным на структуре сети.

Они также сканировали сеть во время ее раскрутки, переводя каждый этап процесса в музыку. Это означает, что примечания меняются по мере изменения структуры сети, и слушатель может слышать процесс построения сети; Наличие записи о пошаговом процессе означает, что мы также можем лучше понять, как пауки создают трехмерную сеть без поддерживающих структур - навык, который можно использовать, например, для трехмерной печати.

По словам исследователей, Spider's Canvas позволял зрителям слышать музыку паука, но виртуальная реальность, в которой пользователи могут входить и играть в нити сети самостоятельно, добавляет совершенно новый уровень опыта.

"Среда виртуальной реальности действительно интригует, потому что ваши уши будут улавливать структурные особенности, которые вы можете увидеть, но не сразу распознать", - пояснил Бюлер .

"Услышав это и одновременно увидев это, вы действительно сможете начать понимать среду, в которой живет паук".

Эта среда VR с реалистичной веб-физикой позволяет исследователям понять, что происходит, когда они вмешиваются в некоторые части сети. Растяните прядь, и ее тон изменится. Разорвите одну и посмотрите, как это повлияет на остальные пряди вокруг нее. Это тоже может помочь нам понять архитектуру паутины и почему они устроены именно так.

И, что, пожалуй, наиболее увлекательно, эта работа позволила команде разработать алгоритм для определения типов вибраций паутины, переводя их в "пойманную добычу", или "сеть в стадии строительства", или "другой паук прибыл с любовными намерениями".По словам исследователей, это является основой для развития навыков говорения на пауках - по крайней мере, на тропических пауках-палатках.

"Теперь мы пытаемся генерировать синтетические сигналы, чтобы говорить на языке паука", - сказал Бюлер.

"Если мы подвергаем их определенным образцам ритмов или вибраций, можем ли мы повлиять на то, что они делают, и можем ли мы начать с ними общаться? Это действительно захватывающие идеи".

Напомним, ранее сообщалось, что на военной базе нашли считавшегося вымершим паука.

Источник

Редакция: | Карта сайта: XML | HTML | SM
2013-2021 © "МехКорпс — роботы и киборги". Все права защищены.