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科學家将蜘蛛網翻譯成音樂太驚豔,聽完整個人都不好了

蜘蛛主要靠觸覺感覺世界。

它們的身體和腿都覆寫着細小的毛發和孔隙,可以識别不同類型的振動。

科學家将蜘蛛網翻譯成音樂太驚豔,聽完整個人都不好了

蜘蛛腿毛的細節

比如——

獵物撞進網裡,

其它蜘蛛敲門求愛,

微風拂過……

這些振動各不相同,

是以,蛛網的每根蛛絲會發出完全不同的音調。

科學家将蜘蛛網翻譯成音樂太驚豔,聽完整個人都不好了

蛛網的每根蛛絲會發出完全不同的音調

幾年以前,科學家把蛛網的三維結構翻譯成了音樂,他們與藝術家托馬斯.薩拉切諾合作,創作了一種互動式樂器,并命名為“蜘蛛畫布”。

(參見文末視訊的第一部分:蜘蛛畫布-音樂表演)

科學家将蜘蛛網翻譯成音樂太驚豔,聽完整個人都不好了

視訊中第一部分:蜘蛛畫布-音樂表演 (法國東京宮博物館. 2018年)

最近,這個團隊在之前的基礎上又做了優化和建構,并加入了互動式虛拟現實(VR)元件,人們可以進入蛛網并與其互動。

研究人員說,這項研究不僅能幫助他們更好地了解蜘蛛網的三維結構,甚至還能幫助我們學習蜘蛛的振動語言。

美國麻省理工學院的工程師馬庫斯. 比勒說: “蜘蛛生活在振動弦上。因為視力不好,是以蜘蛛通過不同頻率的振動去感覺世界。”

當提到蜘蛛網時,你首先可能想到的是“圓蛛”織的網——有扁平的,圓的,還有在徑向輪輻周圍建構的螺旋狀網。

科學家将蜘蛛網翻譯成音樂太驚豔,聽完整個人都不好了

大多數蜘蛛織的網并非平面的,而是三維結構

然而,大多數蜘蛛織的網并非平面的,而是三維結構——如片狀網、纏結網以及漏鬥網。

為了探索蛛網結構,該研究團隊在一個矩形圍場内養了一隻熱帶桔雲斑蛛(Cyrtophora citricola),讓它用三維蛛網把空間填滿。

科學家将蜘蛛網翻譯成音樂太驚豔,聽完整個人都不好了

熱帶桔雲斑蛛(Cyrtophora citricola)織出的網是三維結構

他們使用了雷射片光源照射蛛網,并制作了蛛網橫截面的高精度2D圖像,然後用特殊算法把這些2D截面圖像拼成了蛛網的3D結構。

為了把它轉換成音樂,研究人員把不同的聲音頻率配置設定在不同的蛛絲上,再根據蛛網的結構模式演奏音符。

(參見文末視訊的第二部分:蜘蛛網的超聲處理)

科學家将蜘蛛網翻譯成音樂太驚豔,聽完整個人都不好了

視訊的第二部分:蜘蛛網的超聲處理

之後,研究人員又掃描了蛛網建構過程中的圖像,把蛛網建構的每一步都翻譯成了音樂。

這就意味着音符會随着蛛網結構的變化而改變,而聽衆就可以聽到蛛網建構的過程了。

記錄蛛網逐漸建構的過程意味着我們能更好地了解——在無任何支撐結構的條件下,蜘蛛是怎樣建構3D蛛網的。

而這種技術也許可以用于3D列印。

(參見文末視訊的第三部分:蜘蛛網的超聲處理——建造過程中的蜘蛛網)

科學家将蜘蛛網翻譯成音樂太驚豔,聽完整個人都不好了

視訊的第三部分:蜘蛛網的超聲處理——建造過程中的蜘蛛網

“蜘蛛畫布”讓聽衆聽到了蜘蛛的音樂;

而在VR中,使用者甚至能自己進入蛛網并用蛛絲演奏,是以又多了一層全新體驗,。

研究人員說:“VR環境确實很有趣,因為有些結構特點,你用眼睛不一定能馬上識别出來,而用耳朵卻能捕捉到,”

“邊聽邊看,你就能真正了解蜘蛛的生活環境。”

這種虛拟環境,模拟真實蛛網的實體特點。

VR可以讓人們體驗到——當擾動蛛網的一部分時會發生了什麼。

比如,拉伸一根蛛絲,它的音調會改變;

還可以觀察到弄斷一根蛛絲會給周圍的蛛絲帶來什麼影響。

蛛網VR可以幫助我們了解蛛網結構,以及蜘蛛為什麼要這樣建網。

(參見文末視訊的第四部分:蜘蛛網的超聲處理——虛拟現實(VR)探索)

科學家将蜘蛛網翻譯成音樂太驚豔,聽完整個人都不好了

視訊的第四部分:蜘蛛網的超聲處理——虛拟現實(VR)探索

而且,最令人着迷之處在于,團隊能籍此開發一種算法,用于識别蛛網的振動類型,通過振動類型可以識别某個振動所代表的意義——是被捕的獵物?還是正在建造的網?又或者是其它蜘蛛上網求愛來了?

研究人員說:

“這些是學習蛛語的基礎。現在,我們正在努力創造基礎蛛語的合成信号。”

“如果我們把這些信号以特定的節奏模式或者振動模式釋放出來,能影響蜘蛛的行為嗎?我們能開始和它們溝通嗎?這些想法真是令人興奮。

視訊:

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