ความสั่นสะเทือนของใยแมงมุม ที่ถูกแปลเป็นเสียงเพลง

โดยทั่วไปแล้วแมงมุมอาจมีแปดตา แต่มีน้อยมากที่มีสายตาดี แต่พวกมันอาศัยการสั่นสะเทือนเพื่อนำทางและค้นหาเหยื่อแทน โดยพื้นฐานแล้วมันคืออะไร ใยแมงมุม คือ: tripwire ขนาดยักษ์ที่สลับซับซ้อนอย่างมากซึ่งสามารถบอกแมงมุมได้อย่างแน่ชัดว่าอาหารอร่อย ๆ ตกลงบนใยของมันเมื่อใดและที่ไหน

ในฐานะมนุษย์ เราไม่ได้รู้แน่ชัดว่าประสบการณ์นั้นจะเป็นอย่างไร แต่ มาร์คุส บูห์เลอร์ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ ได้เสนอหลักสูตร วิธีการจำลองที่น่าสนใจ — และเกี่ยวข้องกับการสแกนด้วยเลเซอร์, ความเป็นจริงเสมือน และสื่อของ ดนตรี.

“เราได้ให้ใยแมงมุมเงียบๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใยแมงมุมที่มักถูกมองข้าม เสียง และให้ความกระจ่างเกี่ยวกับความซับซ้อนทางโครงสร้างที่ซับซ้อนโดยธรรมชาติของพวกมัน” Buehler กล่าวกับ Digital Trends "[เราทำได้ ได้ยิน โดยการพัฒนาเครื่องดนตรีแบบอินเทอร์แอคทีฟที่ให้เราสำรวจด้วยเสียงว่าใยแมงมุมมีเสียงอย่างไรในขณะที่มันถูกสร้างขึ้น”

ตามการสร้างสรรค์นี้ การอยู่บนใยแมงมุมนั้นฟังดูคล้ายกับวงออเคสตราของกระดิ่งลม ซึ่งประพันธ์โดยจอห์น คาร์เพนเตอร์ ไม่น่าแปลกใจเลยที่แมงมุมจะดูเหมือนไร้เหตุผลอยู่เสมอ!

โลกแห่งการสั่นสะเทือน

ไม่ว่าจะเป็นคอนเสิร์ตเครื่องสาย "Four Seasons" ของวิวาลดี หรือการใช้ลำดับฟีโบนัชชีของโมสาร์ท นักดนตรีจำนวนมากได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติตลอดหลายปีที่ผ่านมา แต่ไม่มีใครเปลี่ยนเสียงของโลกธรรมชาติให้เป็นดนตรีได้ด้วยความเที่ยงตรงทางวิทยาศาสตร์จากการสร้างสรรค์ของ Buehler เพื่อสร้างภาพเสียงแบบไบโอฟิเดลิกของเขา Buehler และเพื่อนนักวิจัยได้ใช้เครื่องสแกนเลเซอร์เพื่อบันทึกรายละเอียดของสายรัดทุกเส้นในใยแมงมุม พวกเขาไม่พอใจกับการสแกนใยแมงมุมเก่าๆ ที่น่าเบื่อตามปกติ พวกเขามุ่งความสนใจไปที่ใยที่ซับซ้อนอย่างยิ่งของแมงมุมนั้น Cyrtophora citricolaหรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่าแมงมุมกระโจมกระโจมเขตร้อน

พวกเขาใช้เครื่องสแกนเลเซอร์แบบแผ่นเพื่อวัดใยเหล่านี้เป็นชุดรูปภาพ จากนั้นจึงใช้อัลกอริธึม ประกอบกลับเป็นแบบจำลองสามมิติบนคอมพิวเตอร์ โดยมีตำแหน่งที่แน่นอนของเส้นใยแต่ละเส้นและจุดเชื่อมต่อของเส้นใยแต่ละเส้น เว็บ. จากนั้นนักวิจัยได้คำนวณ "รูปแบบการสั่นสะเทือน" สำหรับแต่ละสายบนเว็บ โดยอาศัยการศึกษาทางฟิสิกส์ของการสั่นของสายเพื่อทำความเข้าใจเสียงสะท้อน นี่เป็นงานที่ซับซ้อน ไม่ใช่เพียงเพราะจำนวนเส้นจำนวนมาก แต่เนื่องจากแต่ละเส้นมีความถี่การสั่นสะเทือนที่แตกต่างกันตามขนาดและความยืดหยุ่น จากนั้น พวกเขาจึงรวบรวมสิ่งเหล่านี้เพื่อสะท้อนถึงคุณภาพเสียงทั่วทั้งเว็บ

ต้องขอบคุณโมเดล 3 มิติที่ทำให้นักวิจัย (หรือใครก็ตามที่สวมชุดหูฟังที่จำเป็น) จึงสามารถจุ่มลงใน VR เพื่อสำรวจได้ ส่วนต่างๆ ของเว็บ ทำให้ผู้ใช้รู้สึกว่าภาพเสียงอาจฟังดูเป็นอย่างไรในแต่ละพื้นที่ ผลลัพธ์ที่ได้คือการผสมผสานระหว่างศิลปะและวิทยาศาสตร์อย่างแปลกประหลาด และ Buehler ก็ไม่มีทางทำอย่างอื่นได้

“[ฉันสนใจที่จะ] ผลักดันวิธีการสร้างเสียงและดนตรี โดยมองหาปรากฏการณ์ทางธรรมชาติเพื่อกระตุ้นการสั่นสะเทือน รูปแบบของเครื่องดนตรีประเภทใหม่ๆ แทนที่จะอาศัยการจูนแบบ 'ฮาร์มอนิก' แบบเดิมๆ เหมือนกับอารมณ์ที่เท่าเทียมกัน” เขากล่าว พูดว่า. “จนถึงตอนนี้ เราได้ทำเช่นนี้กับโปรตีนและการพับ รอยแตกและการแตกหักของวัสดุ และสำหรับใยแมงมุมด้วย ในแต่ละกรณี [เรากำลัง] พยายามประเมินรูปแบบการสั่นโดยธรรมชาติของวัสดุที่มีชีวิตเหล่านี้ เพื่อหาวิธีใหม่ๆ ในการสร้างแนวความคิดเกี่ยวกับโครงสร้างทางดนตรี”

เพลงแมงมุม

Buehler กล่าวว่างานนี้ "ขับเคลื่อนด้วยความสนใจอันยาวนานของฉันในการผลักดันขอบเขตของวิธีการและเหตุผลที่เราสร้างดนตรี - เพื่อใช้ความเป็นสากลของการสั่นสะเทือนในธรรมชาติเป็น เครื่องมือเรียบเรียงโดยตรง” เขาตั้งข้อสังเกตว่า: “ในฐานะนักแต่งเพลงแนวทดลอง ดนตรีคลาสสิก และอิเล็กทรอนิกส์ ผลงานศิลปะของฉันสำรวจการสร้างสรรค์รูปแบบใหม่ๆ ของการแสดงออกทางดนตรี เช่น สิ่งที่ได้มาจากวัสดุชีวภาพและระบบสิ่งมีชีวิต เพื่อเป็นหนทางในการทำความเข้าใจวิทยาศาสตร์พื้นฐานให้ดียิ่งขึ้น และ คณิตศาสตร์."

ไม่ใช่แค่การสร้างดนตรีอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ธรรมดาเท่านั้น Buehler ตั้งข้อสังเกตว่างานนี้มีประโยชน์สำหรับนักเรียนในโลกธรรมชาติที่สามารถเข้าใจรูปทรงเรขาคณิตเบื้องหลังการจับเหยื่อในอาณาจักรแมงมุมได้ดีขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นแนวทางใหม่ในการช่วยออกแบบวัสดุใหม่ โดยใช้กระบวนการเดียวกันนี้เพื่อช่วยออกแบบด้วยเสียง “เราพบว่าการเปิดสมองให้ประมวลผลมากกว่าข้อมูลดิบ แต่การใช้ภาพและเสียงเป็นวิธีการสร้างสรรค์สามารถ มีประสิทธิภาพในการทำความเข้าใจวิธีการทางชีววิทยา และมีความคิดสร้างสรรค์ในฐานะวิศวกรเมื่อพูดถึงแนวคิดนอกกรอบ” เขากล่าว พูดว่า.

ในตอนนี้ ก็เพียงพอแล้วที่มีคนสร้างธีมแมงมุม biofidelic ไม่ มันอาจจะไม่ปรากฏในภาพยนตร์ Spider-Man เรื่องต่อไปของ Marvel และมันก็ไม่ได้มีคุณสมบัติที่ผ่อนคลายเหมือนกับเพลงปลาวาฬ แต่มันก็ค่อนข้างเรียบร้อยเหมือนกันทั้งหมด แม้ว่ามันจะทำให้เห็นแมงมุมเกาะอยู่บนใย รอแมลงวัน แต่กลับดูเงียบสงบน้อยลงมาก

นอกจาก Buehler แล้ว คนอื่นๆ ที่มีส่วนร่วมในโครงการนี้ ได้แก่ Ian Hattwick, Isabelle Su, Christine Southworth, Evan Ziporyn และ Tomas Saraceno

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• งานวิจัยใหม่เรื่อง "ร่มรื่น" จาก MIT ใช้เงาเพื่อดูว่ากล้องชนิดใดไม่สามารถทำได้