Die Schwingungen von Spinnennetzen, in Musik übersetzt

Spinnen haben normalerweise acht Augen, aber nur sehr wenige haben ein gutes Sehvermögen. Stattdessen verlassen sie sich auf Vibrationen, um ihre Beute zu navigieren und aufzuspüren. Das ist im Wesentlichen, was für ein Spinnennetz ist: Ein riesiges, enorm kompliziertes Kreuz aus Stolperdrähten, das einer Spinne genau sagen kann, wann – und wo – ein köstliches Stück Futter in ihrem Netz gelandet ist.

Als Menschen wissen wir nicht genau, wie sich diese Erfahrung anfühlen würde. Aber Markus Bühler, Professor für Ingenieurwissenschaften am Massachusetts Institute of Technology, hat eine Lösung gefunden faszinierende Art, es zu simulieren – und es beinhaltet Laserscanning, virtuelle Realität und das Medium von Musik.

„Wir haben dem stillen Spinnennetz, insbesondere den oft übersehenen Spinnweben, eine Stimme gegeben und Licht auf ihre angeborene komplexe strukturelle Komplexität geworfen“, sagte Buehler gegenüber Digital Trends. "[Wir haben es geschafft

hörbar indem wir ein interaktives Musikinstrument entwickeln, mit dem wir klanglich erkunden können, wie das Spinnennetz beim Bau klingt.“

Laut dieser Kreation klingt das Leben in einem Spinnennetz stark wie ein Orchester aus Windspielen, komponiert von John Carpenter. Kein Wunder, dass Spinnen ständig nervös zu sein scheinen!

Eine Welt voller Schwingungen

Ob Vivaldis Streichkonzertviertel „Vier Jahreszeiten“ oder Mozarts Einsatz der Fibonacci-Folge – viele Musiker haben sich im Laufe der Jahre von der Natur inspirieren lassen. Aber keiner hat die Klänge der Natur mit der wissenschaftlichen Treue von Buehlers Schöpfung in Musik verwandelt. Um seine biofidele Klanglandschaft zu erschaffen, nutzten Buehler und seine Forscherkollegen einen Laserscanner, um Details jeder Netzlinie in einem Spinnennetz aufzuzeichnen. Sie begnügten sich nicht damit, die normalen, langweiligen Netze einer alten Spinne zu scannen, sondern konzentrierten ihre Bemühungen auf das äußerst komplexe Netz der Spinne Cyrtophora citricola, auch tropische Zeltnetzspinne genannt.

Mithilfe des Blattlaserscanners nahmen sie Messungen dieser Bahnen als Bildserie vor und nutzten diese dann mithilfe eines Algorithmus Am Computer als dreidimensionales Modell wieder zusammensetzen, das die genaue Position jedes Filaments und den Verbindungspunkt des enthält Netz. Anschließend berechneten die Forscher die „Schwingungsmuster“ für jede der Saiten im Netz und stützten sich dabei auf physikalische Untersuchungen der Saitenschwingungen, um die Resonanz zu verstehen. Das war eine komplexe Aufgabe; Nicht nur wegen der enormen Anzahl an Strängen, sondern auch, weil jeder Strang je nach Größe und Elastizität eine andere Schwingungsfrequenz hat. Anschließend aggregierten sie diese, um die Klangqualitäten im gesamten Web widerzuspiegeln.

Dank des 3D-Modells können die Forscher (oder jeder, der das erforderliche Headset trägt) zur Erkundung in die VR eintauchen Verschiedene Abschnitte des Webs, um dem Benutzer einen Eindruck davon zu vermitteln, wie die Audiolandschaft in den einzelnen Bereichen klingen könnte. Das Ergebnis ist eine seltsame Mischung aus Künstlerischem und Wissenschaftlichem – und Buehler hätte es nicht anders gewollt.

„[Ich bin daran interessiert], die Art und Weise, wie wir Klang und Musik erzeugen, voranzutreiben, indem wir auf natürliche Phänomene achten, um Schwingungen hervorzurufen Muster für neue Arten von Instrumenten zu entwickeln, anstatt sich auf die Tradition der „harmonischen“ Stimmung wie der gleichschwebenden Stimmung zu verlassen“, sagte er sagte. „Wir haben dies [bisher] für Proteine ​​und Faltungen, Risse und Brüche in Materialien und auch für Spinnennetze getan. In jedem Fall versuchen wir, die inhärenten Schwingungsmuster dieser lebenden Materialien zu beurteilen, um neue Wege zur Konzeptualisierung musikalischer Strukturen zu erarbeiten.“

Spinnenmusik

Buehler sagte, dass die Arbeit „von meinem langjährigen Interesse getrieben ist, die Grenzen dessen, wie und warum wir Musik machen, zu verschieben – die Universalität der Schwingungen in der Natur zu nutzen.“ ein direktes Kompositionswerkzeug.“ Er bemerkte: „Als Komponist experimenteller, klassischer und elektronischer Musik erforscht meine künstlerische Arbeit die Schaffung neuer Formen des musikalischen Ausdrucks – etwa solche, die aus biologischen Materialien und lebenden Systemen stammen – als Mittel zum besseren Verständnis der zugrunde liegenden Wissenschaft und Mathematik."

Es geht jedoch nicht nur darum, ungewöhnliche elektronische Musik zu schaffen. Buehler wies darauf hin, dass diese Arbeit für Naturforscher nützlich sein kann, die die Geometrien hinter dem Beutefang im Spinnenreich besser verstehen können. Es könnte auch als neuartige Möglichkeit genutzt werden, bei der Entwicklung neuer Materialien zu helfen, indem man denselben Prozess anwendet, um Design durch Klang zu unterstützen. „Wir finden, dass es möglich ist, das Gehirn zu öffnen, um mehr als nur die Rohdaten zu verarbeiten, sondern Bilder und Ton als kreative Mittel zu nutzen.“ „Ich bin sehr begabt darin, biologische Methoden zu verstehen – und als Ingenieur kreativ zu sein, wenn es um unkonventionelle Ideen geht“, sagte er sagte.

Im Moment reicht es jedoch aus, dass jemand ein biofideles Spinnenthema erstellt hat. Nein, es wird wahrscheinlich nicht in Marvels nächstem Spider-Man-Film auftauchen und es hat nicht die gleichen entspannenden Eigenschaften wie Walgesang, aber es ist trotzdem verdammt ordentlich. Auch wenn dadurch der Anblick einer Spinne, die auf einem Netz sitzt und auf Fliegen wartet, viel weniger friedlich wirkt.

Neben Buehler trugen auch Ian Hattwick, Isabelle Su, Christine Southworth, Evan Ziporyn und Tomas Saraceno zu dem Projekt bei.

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