Вібрації павутини, перекладені на музику

Як правило, павуки можуть мати вісім очей, але дуже небагато мають хороший зір. Натомість вони покладаються на вібрації, щоб орієнтуватися та шукати свою здобич. Це, по суті, що а павутина це: гігантський, надзвичайно складний перехресний ланцюг, який може точно сказати павуку, коли — і де — якась смачна їжа потрапила на його мережу.

Як люди, ми не зовсім обізнані в тому, як буде відчуватися цей досвід. але Маркус Бюлер, професор інженерії в Массачусетському технологічному інституті, придумав інтригуючий спосіб його моделювання — і він включає лазерне сканування, віртуальну реальність і середовище музика.

«Ми надали тихій павутині, особливо павутині, про яку часто не помічають, голос і пролили світло на їх вроджену складну структурну складність», — сказав Бюлер Digital Trends. "[Ми це зробили чутний шляхом розробки інтерактивного музичного інструменту, який дозволяє нам досліджувати звуком те, як звучить павутина під час її створення».

Згідно з цим витвором, перебування на павутині звучить дуже схоже на оркестр вітряних курантів, написаний Джоном Карпентером. Не дивно, що павуки постійно здаються напруженими!

Світ вібрацій

Багато музикантів протягом багатьох років надихалися природою, чи то чверть струнних концертів Вівальді «Чотири пори року» чи використання Моцартом послідовності Фібоначчі. Але ніхто не перетворив звуки природного світу на музику з такою науковою точністю, як творіння Бюлера. Щоб створити свій біофіделічний звуковий ландшафт, Бюлер і його колеги використовували лазерний сканер для запису деталей кожної лінії павутини в павутині. Не задовольняючись скануванням звичайних нудних мереж будь-якого старого павука, вони зосередили свої зусилля на надзвичайно складній павутині Cyrtophora citricola, також званий тропічним павуком-шатром.

Використовуючи лазерний сканер листів, вони виміряли ці павутини у вигляді серії зображень, які потім використали алгоритм для повторно зібрати як тривимірну модель на комп’ютері, що містить точне розташування кожної нитки та точки з’єднання Інтернет. Потім дослідники розрахували «шаблон вібрації» для кожної струни в мережі, ґрунтуючись на фізичних дослідженнях вібрації струн, щоб зрозуміти резонанс. Це була складна робота; не лише через величезну кількість ниток, а тому, що кожна нитка має різну частоту коливань відповідно до її розміру та еластичності. Потім вони об’єднали їх, щоб відобразити звукові якості в усій мережі.

Завдяки 3D-моделі дослідники (або будь-хто, хто одягає необхідну гарнітуру) можуть зануритися у VR, щоб досліджувати різні розділи Інтернету, даючи користувачеві зрозуміти, як може звучати аудіокейп у кожній окремій області. Результати є дивним поєднанням художнього та наукового — і Бюлер не хотів би цього по-іншому.

«[Мені цікаво] просувати спосіб створення звуку та музики, дивлячись на природні явища, щоб викликати вібрацію зразки для нових типів інструментів, а не покладатися на традицію «гармонійного» налаштування, як рівнотемперована», він сказав. «Ми [поки що] зробили це для білків і згортання, тріщин і розломів у матеріалах, а також для павутини. У кожному разі [ми] прагнемо оцінити вроджені вібраційні моделі цих живих матеріалів, щоб розробити нові способи концептуалізації музичних структур».

Павукова музика

Бюлер сказав, що ця робота «підштовхується моїм давнім бажанням розсунути межі того, як і чому ми створюємо музику — використовувати універсальність вібрацій у природі як прямий композиційний інструмент». Він зазначив, що: «Як композитор експериментальної, класичної та електронної музики, моя мистецька робота досліджує створення нових форм музичного вираження — наприклад, отриманого з біологічних матеріалів і живих систем — як засобу для кращого розуміння фундаментальної науки та математика».

Але це не лише створення незвичайної електронної музики. Бюлер зазначив, що ця робота може бути корисною для тих, хто вивчає природний світ, який може краще зрозуміти геометрію, що лежить в основі лову здобичі в королівстві павуків. Його також можна використати як новий спосіб допомогти розробити нові матеріали, застосовуючи той самий процес, щоб допомогти проектувати за допомогою звуку. «Ми виявили, що можна відкрити мозок для обробки не лише вихідних даних, але й використання зображень і звуку як творчих засобів. потужний у розумінні біологічних методів — і бути креативним як інженер, коли справа доходить до нестандартних ідей», — він сказав.

Наразі, однак, достатньо того, що хтось створив біофідельну тему павука. Ні, ймовірно, він не з’явиться в наступному фільмі Marvel про Людину-павука, і він не має таких розслаблюючих властивостей, як пісня китів, але все одно він досить гарний. Навіть якщо це робить видовище павука, що сидить на павутині, чекаючи на мух, виглядає набагато менш спокійним.

Окрім Бюлера, інші люди, які зробили внесок у проект, включали Ієна Хатвіка, Ізабель Су, Крістін Сауворт, Евана Зіпоріна та Томаса Сарасено.

Рекомендації редакції

• Нове «тіньове» дослідження Массачусетського технологічного інституту використовує тіні, щоб побачити те, чого камери не можуть