Вибрации паутины, переведенные на музыку

Обычно у пауков восемь глаз, но очень немногие из них имеют хорошее зрение. Вместо этого они полагаются на вибрации, чтобы ориентироваться и искать добычу. Вот это, по сути, что такое паутина Это: гигантское, чрезвычайно сложное переплетение растяжек, которое может точно сказать пауку, когда и где какой-то вкусный кусочек еды попал в его паутину.

Как люди, мы не совсем осведомлены о том, на что будет похож этот опыт. Но Маркус Бюлер, профессор инженерии Массачусетского технологического института, придумал интригующий способ его моделирования — и он включает в себя лазерное сканирование, виртуальную реальность и среду музыка.

«Мы дали молчаливой паутине, особенно паутине, которую часто упускают из виду, голос, и пролили свет на их врожденную сложную структурную сложность», — сказал Бюлер Digital Trends. "[Мы сделали это слышимый разработав интерактивный музыкальный инструмент, который позволит нам акустически исследовать, как звучит паутина во время ее построения».

Согласно этому творению, пребывание в паутине очень похоже на оркестр колокольчиков, написанный Джоном Карпентером. Неудивительно, что пауки постоянно нервничают!

Мир вибраций

Будь то четверть струнных концертов Вивальди «Времена года» или использование Моцартом последовательности Фибоначчи, многие музыканты на протяжении многих лет вдохновлялись природой. Но никому не удалось превратить звуки мира природы в музыку с такой научной точностью, как творение Бюлера. Чтобы создать свой биоверный звуковой ландшафт, Бюлер и его коллеги-исследователи использовали лазерный сканер, чтобы записать детали каждой линии паутины. Не довольствуясь сканированием обычной скучной паутины старого паука, они сосредоточили свои усилия на чрезвычайно сложной паутине Циртофора цитрикола, также называемый тропическим пауком-палаткой.

Используя листовой лазерный сканер, они провели измерения этих полотен в виде серии изображений, которые затем использовали алгоритм для их обработки. собрать трехмерную модель на компьютере, содержащую точное расположение каждой нити и точку соединения сеть. Затем исследователи рассчитали «паттерны колебаний» для каждой из струн в паутине, основываясь на физических исследованиях колебаний струн, чтобы понять резонанс. Это была сложная работа; не только из-за огромного количества нитей, но и потому, что каждая нить имеет разную частоту колебаний в зависимости от ее размера и эластичности. Затем они объединили их, чтобы отразить звуковые качества во всей сети.

Благодаря 3D-модели исследователи (или любой, кто носит необходимую гарнитуру) могут погрузиться в виртуальную реальность и исследовать различных разделах сети, давая пользователю представление о том, как может звучать аудиопространство в каждой отдельной области. Результаты представляют собой странную смесь художественного и научного — и Бюлер не мог поступить иначе.

«[Я заинтересован] в том, чтобы продвигать способы создания звука и музыки, обращаясь к природным явлениям, чтобы вызвать вибрационные образцы для новых типов инструментов, а не полагаться на традицию «гармонической» настройки, например равнотемперированную», — он сказал. «Мы [до сих пор] сделали это для белков и складок, трещин и изломов в материалах, а также для паутины. В каждом случае [мы] стремимся оценить врожденные вибрационные паттерны этих живых материалов, чтобы разработать новые способы концептуализации музыкальных структур».

Паучья музыка

Бюлер сказал, что эта работа «движима моим давним интересом раздвинуть границы того, как и почему мы создаем музыку — использовать универсальность вибраций в природе как прямой композиционный инструмент». Он отметил, что: «Как композитор экспериментальной, классической и электронной музыки, моя творческая деятельность исследует создание новых форм. музыкального выражения — например, полученного из биологических материалов и живых систем — как средство лучшего понимания лежащей в основе науки и математика."

Однако речь идет не только о создании необычной электронной музыки. Бюлер отметил, что эта работа может быть полезна для исследователей мира природы, которые смогут лучше понять геометрию ловли добычи в царстве пауков. Его также можно использовать как новый способ разработки новых материалов, применяя тот же процесс для проектирования с помощью звука. «Мы обнаружили, что можно открыть мозг для обработки не только необработанных данных, но и использовать изображения и звук в качестве творческих средств. обладать способностью понимать биологические методы и быть креативным инженером, когда дело доходит до нестандартных идей», — он сказал.

Однако на данный момент достаточно того, что кто-то создал тему биофиделического паука. Нет, она, вероятно, не появится в следующем фильме Marvel о Человеке-пауке, и она не обладает такими же расслабляющими свойствами, как песня кита, но все равно она чертовски изящна. Даже если из-за этого вид паука, сидящего на паутине в ожидании мух, выглядит гораздо менее мирным.

Помимо Бюлера, в проект внесли свой вклад Иэн Хэттвик, Изабель Су, Кристин Саутворт, Эван Зипорин и Томас Сарасено.

Рекомендации редакции

• Новое «теневое» исследование Массачусетского технологического института использует тени, чтобы увидеть то, чего не видят камеры