Vibrace pavučin v překladu do hudby

Pavouci mohou mít obvykle osm očí, ale jen velmi málo z nich má dobrý zrak. Místo toho se při navigaci a hledání své kořisti spoléhají na vibrace. To je v podstatě to, co a pavoučí síť je: Obří, enormně komplikovaný kříženec drátů, který dokáže pavoukovi přesně říct, kdy – a kde – přistál na jeho síti nějaký lahodný kousek jídla.

Jako lidé nejsme přesně zasvěceni do toho, jak by taková zkušenost vypadala. Ale Markus Buehler, profesor inženýrství na Massachusetts Institute of Technology, přišel s zajímavý způsob simulace – a zahrnuje laserové skenování, virtuální realitu a médium hudba.

"Dali jsme tichým pavučinám, zvláště často přehlíženým pavučinám, hlas a vrhli světlo na jejich vrozenou složitou strukturní složitost," řekl Buehler pro Digital Trends. "[Dokázali jsme to slyšitelný vyvinutím interaktivního hudebního nástroje, který nám umožní zvukově prozkoumat, jak zní pavučina, když se vytváří.“

Podle této kreace zní být na pavučině hodně jako orchestr dechových zvonkoher, napsaný Johnem Carpenterem. Není divu, že pavouci se neustále zdají být na hraně!

Svět vibrací

Ať už je to Vivaldiho čtvrť smyčcových koncertů „Four Seasons“ nebo Mozartovo použití Fibonacciho sekvence, mnoho hudebníků se v průběhu let inspirovalo přírodou. Žádný však neproměnil zvuky přirozeného světa v hudbu s naprosto vědeckou věrností Buehlerova stvoření. Aby vytvořili svou biověrnou zvukovou scénu, Buehler a jeho kolegové výzkumníci použili laserový skener k zaznamenání detailů každého řádku sítě v pavučině. Nespokojili se se skenováním běžných nudných sítí jakéhokoli starého pavouka, ale zaměřili své úsilí na extrémně složitou síť Cyrtophora citricola, nazývaný také tropický pavouk z pavučiny.

Pomocí listového laserového skeneru provedli měření těchto sítí jako sérii obrázků, které pak použili algoritmus k znovu sestavit jako trojrozměrný model v počítači, obsahující přesné umístění každého vlákna a spojovací bod web. Vědci poté vypočítali „vibrační vzorce“ pro každou ze strun na webu, přičemž to založili na fyzikální studii vibrací strun, aby porozuměli rezonanci. Byla to složitá práce; nejen kvůli masivnímu počtu vláken, ale také proto, že každé vlákno má jinou vibrační frekvenci podle své velikosti a elasticity. Dále je agregovali, aby odrážely zvukové kvality na celém webu.

Díky 3D modelu se vědci (nebo kdokoli, kdo si nasadí potřebnou náhlavní soupravu) mohou ponořit do VR a prozkoumat různé části webu, což dává uživateli představu o tom, jak může zvuková scéna znít v jednotlivých oblastech. Výsledky jsou zvláštním spojením uměleckého a vědeckého – a Buehler by to neměl jinak.

„[Mám zájem] prosazovat způsob, jakým vytváříme zvuk a hudbu tím, že se podíváme na přírodní jevy, abychom získali vibrační vzory pro nové typy nástrojů, spíše než se spoléhat na tradici ‚harmonického‘ ladění jako rovnocenného temperamentu,“ řekl řekl. „Zatím jsme to dělali pro proteiny a skládání, praskliny a zlomy v materiálech a také pro pavučiny. V každém případě se [snažíme] posoudit vrozené vibrační vzorce těchto živých materiálů, abychom našli nové způsoby, jak konceptualizovat hudební struktury."

Pavoučí hudba

Buehler řekl, že dílo je „řízeno mým dlouhodobým zájmem posunout hranice toho, jak a proč tvoříme hudbu – využít univerzálnost vibrací v přírodě jako přímý kompoziční nástroj.“ Poznamenal, že: „Jako skladatel experimentální a klasické a elektronické hudby moje umělecká práce zkoumá vytváření nových forem hudebního vyjádření – jako jsou výrazy odvozené z biologických materiálů a živých systémů – jako prostředek k lepšímu porozumění základní vědě a matematika."

Nejde však jen o vytváření neobvyklé elektronické hudby. Buehler poznamenal, že tato práce může být užitečná pro studenty přírodního světa, kteří mohou lépe porozumět geometriím za lovem kořisti v pavoučí říši. Mohl by být také použit jako nový způsob, jak pomoci navrhovat nové materiály, použitím stejného procesu, který pomůže navrhnout zvuk. „Zjistili jsme, že otevření mozku ke zpracování více než jen surových dat, ale použití obrázků a zvuku jako kreativních prostředků může být silný v porozumění biologickým metodám – a být kreativní jako inženýr, pokud jde o hotové nápady,“ říká řekl.

Prozatím však stačí, že někdo vytvořil téma biofidelického pavouka. Ne, pravděpodobně se to neobjeví v dalším filmu o Spider-Manovi od Marvelu a nemá stejné relaxační vlastnosti jako velrybí píseň, ale stejně je to zatraceně čisté. I když pohled na pavouka sedícího na síti a čekajícího na mouchy vypadá mnohem méně mírumilovně.

Vedle Buehlera se na projektu podíleli i Ian Hattwick, Isabelle Su, Christine Southworth, Evan Ziporyn a Tomas Saraceno.

Doporučení redakce

• Nový „stinný“ výzkum z MIT využívá stíny k tomu, aby viděl, co kamery nemohou