Vibrațiile pânzelor de păianjen, traduse în muzică

Păianjenii pot avea de obicei opt ochi, dar foarte puțini au o vedere bună. În schimb, se bazează pe vibrații pentru a naviga și a-și căuta prada. Asta este, în esență, ce a panza de paianjen este: Un încrucișat de fire uriașe, extrem de complicat, care poate spune unui păianjen exact când – și unde – o bucată delicioasă de mâncare a aterizat pe pânza sa.

Ca oameni, nu suntem tocmai la curent cu cum ar simți această experiență. Dar Markus Buehler, profesor de inginerie la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, a venit cu un mod intrigant de a-l simula - și implică scanarea laser, realitatea virtuală și mediul muzică.

„Am dat pânzei de păianjen tăcute, în special păianjenilor adesea trecute cu vederea, o voce și am făcut lumină asupra complexității lor structurale complicate înnăscute”, a spus Buehler pentru Digital Trends. "[Am reușit perceptibil prin dezvoltarea unui instrument muzical interactiv care ne permite să explorăm sonor cum sună pânza de păianjen în timp ce este construită.”

Potrivit acestei creații, a fi pe o pânză de păianjen sună foarte mult ca o orchestră de clopoței de vânt, marcată de John Carpenter. Nu e de mirare că păianjenii par perpetuu pe margini!

O lume a vibrațiilor

Fie că este vorba despre concertele de coarde „Four Seasons” ale lui Vivaldi sau despre utilizarea secvenței Fibonacci de către Mozart, mulți muzicieni au fost inspirați de natură de-a lungul anilor. Dar nimeni nu a transformat sunetele lumii naturale în muzică cu fidelitatea științifică a creației lui Buehler. Pentru a-și crea peisajul sonor biofidelic, Buehler și colegii cercetători au folosit un scaner laser pentru a înregistra detaliile fiecărei linii de țesătură dintr-o pânză de păianjen. Nemulțumiți să scaneze pânzele plictisitoare obișnuite ale oricărui păianjen vechi, ei și-au concentrat eforturile pe pânza extrem de complexă a Cyrtophora citricola, numit și păianjen tropical din pânză de cort.

Folosind scanerul laser cu foi, ei au făcut măsurători ale acestor rețele ca o serie de imagini, pe care apoi le-au folosit un algoritm pentru reasamblați ca model tridimensional pe computer, care conține locația exactă a fiecărui filament și punctul de conectare al web. Cercetătorii au calculat apoi „modele vibraționale” pentru fiecare dintre corzile de pe web, bazându-se pe studiul fizic al vibrațiilor corzilor pentru a înțelege rezonanța. Aceasta a fost o muncă complexă; nu doar din cauza numărului masiv de fire, ci pentru că fiecare fir are o frecvență de vibrație diferită în funcție de dimensiunea și elasticitatea sa. Apoi, le-au agregat pentru a reflecta calitățile sonore de pe întregul web.

Datorită modelului 3D, cercetătorii (sau oricine are căștile necesare) sunt capabili să se cufunde în VR pentru a explora diferite secțiuni ale web, oferind utilizatorului o idee despre cum ar putea suna peisajul audio în fiecare zonă diferită. Rezultatele sunt un amestec ciudat de artistic și științific - și Buehler nu ar fi acceptat altfel.

„[Mă interesează] să promovăm modul în care creăm sunet și muzică, urmărind fenomenele naturale pentru a solicita vibrații. modele pentru noi tipuri de instrumente, în loc să se bazeze pe tradiția acordării „armonice” precum temperamentul egal”, el a spus. „Am făcut [până acum] acest lucru pentru proteine ​​și pliere, fisuri și fracturi în materiale și, de asemenea, pentru pânze de păianjen. În fiecare caz, [căutăm] să evaluăm tiparele vibraționale înnăscute ale acestor materiale vii pentru a găsi noi modalități de conceptualizare a structurilor muzicale.”

Muzică de păianjen

Buehler a spus că lucrarea este „condusă de interesul meu îndelungat de a depăși limita cum și de ce creăm muzică – să folosim universalitatea vibrațiilor din natură ca un instrument compozițional direct.” El a menționat că: „Ca compozitor de muzică experimentală, clasică și electronică, munca mea artistică explorează crearea de noi forme. de expresie muzicală - cum ar fi cele derivate din materiale biologice și sisteme vii - ca mijloc de a înțelege mai bine știința și matematică."

Totuși, nu este vorba doar de a crea muzică electronică neobișnuită. Buehler a remarcat că această lucrare poate fi utilă pentru studenții lumii naturale, care pot înțelege mai bine geometriile din spatele prinderii prăzilor în regatul păianjen. De asemenea, ar putea fi folosit ca o modalitate nouă de a ajuta la proiectarea de noi materiale, prin aplicarea aceluiași proces pentru a ajuta la proiectarea după sunet. „Descoperim că deschiderea creierului pentru a procesa mai mult decât datele brute, dar utilizarea imaginilor și a sunetului ca mijloace creative poate fi puternic în înțelegerea metodelor biologice – și pentru a fi creativ ca inginer atunci când vine vorba de idei ieșite din cutie”, el a spus.

Deocamdată, totuși, este suficient ca cineva să creeze o temă de păianjen biofidelic. Nu, probabil că nu va apărea în următorul film Spider-Man de la Marvel și nu are aceleași calități relaxante ca și cântecul balenei, dar totuși este destul de frumos. Chiar dacă face ca vederea unui păianjen cocoțat pe o pânză, în așteptarea muștelor, să pară mult mai puțin liniștită.

Alături de Buehler, alți oameni care au contribuit la proiect au inclus Ian Hattwick, Isabelle Su, Christine Southworth, Evan Ziporyn și Tomas Saraceno.

Recomandările editorilor

• Noua cercetare „umbrită” de la MIT folosește umbre pentru a vedea ce nu pot camerele