Какую музыку играет паутина?

Пауки — это мастера-строители, искусно сплетающие шелковые нити в замысловатые 3D-паутины, которые служат для них домом и охотничьими угодьями. Если бы люди могли проникнуть в мир паука, они бы узнали о строительстве паутины, поведении арахнидов и о многом другом. На этой неделе ученые сообщили, что смогли перевести структуру паутины на язык музыки. Применение их исследованиям можно найти разнообразные — от лучших 3D-принтеров до межвидового общения и потусторонних музыкальных композиций.

«Паук живет в окружении вибрирующих струн», — говорит Маркус Бюлер, кандидат наук, главный исследователь проекта, который и представляет эту работу. «Они не очень хорошо видят, поэтому они ощущают свой мир через вибрации разных частот. Такие вибрации возникают, например, когда паук прядет шелковую нить во время строительства, или когда ветер или пойманная в ловушку муха тревожит паутину.»

Бюлер, который уже давно интересуется музыкой, задавался вопросом, может ли он извлечь ритмы и мелодии нечеловеческого происхождения из природных материалов, в частности из паутины. «Паучьи сети могли бы стать новым источником музыкального вдохновения, сильно отличающегося от обычного человеческого опыта», — говорит он. Кроме того, исследуя паутину посредством слуха и зрения, Бюлер и его коллеги из Массачусетского технологического института (MIT) вместе с Томасом Сарасэно (Tomás Saraceno) надеялись обрести новые знания в области 3D-архитектуры и построения паутины.

Памятуя об этих целях, исследователи сканировали естественную паутину с помощью лазера с захватом двухмерных сечений, а затем использовали компьютерные алгоритмы для реконструкции трехмерной сети паутины. Команда присваивала различные частоты звука нитям паутины, создавая «ноты», которые они объединяли в шаблоны, основанные на 3D-структуре паутины. Затем исследователи создали арфоподобный инструмент и сыграли музыку паутины в нескольких живых выступлениях по всему миру.

Команда также создала установку виртуальной реальности, которая позволила людям визуально и акустически «проникнуть» в паутину. «Среда виртуальной реальности действительно интригует, потому что ваши уши улавливают структурные особенности, которые вы можете увидеть, но не сразу распознать», — говорит Бюлер. «Услышав его и увидев в одно и то же время, вы действительно можете начать понимать среду, в которой живет паук».

Чтобы получить представление о том, как пауки строят паутину, исследователи сканировали паутину в процессе ее построения, трансформируя каждую сцену в музыку с разными звуками. «Звуки нашего арфообразного инструмента меняются в течение процесса, отражая то, как паук строит паутину», — говорит Бюлер. «Таким образом, мы можем исследовать временную последовательность того, как паутина строится,  в слышимой форме». Знания о поэтапном процессе строительства паутины пауком может помочь в разработке 3D-принтеров, имитирующих паука и создающих сложную микроэлектронику. «Способ паука «печатать» паутину примечателен тем, что не используется вспомогательный материал, что часто требуется в современных методах 3D-печати», — говорит он.

В других экспериментах исследователи изучали, как меняется звук плетения при воздействии различных механических сил, таких как растяжение. В виртуальной реальности мы можем начать разрывать паутину, и когда мы это делаем, меняется натяжение струн и звук, который они издают». В какой-то момент струны рвутся, и они издают щелкающий звук», — говорит Бюлер.

Команда также заинтересована в том, чтобы научиться общаться с пауками на их родном языке. Они записывают вибрации паутины, возникающие, когда пауки выполняют различные действия, такие как создание паутины, общение с другими пауками или отправка сигналов об ухаживании. И хотя для человеческого уха частоты звучали похоже, алгоритм машинного обучения правильно классифицировал звуки, связанные с различными видами деятельности. «Теперь мы пытаемся генерировать синтетические сигналы, чтобы говорить на языке паука», — говорит Бюлер. «Если мы подвергаем их определенным ритмам или вибрациям, можем ли мы влиять на то, что они делают, и можем ли мы начать с ними общаться»? Это действительно захватывающе».

Кстати, на счет пауков и сетей. Знаете, как будет паучья сеть на английском? Правильно, .WEB