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用蜘蛛网制作音乐:蜘蛛是大师的建设者,他们将丝线熟练地编织成复杂的3D网络
2021年05月13日    阅读量:     新闻来源:中国化工网 okmart.com  |  投稿

蜘蛛是大师的建设者,他们将丝线精巧地编织成复杂的3D网络,作为蜘蛛的家园和狩猎场。如果人类可以进入蜘蛛的世界,他们可以学习有关网络建设,蜘蛛行为等的知识。今天,科学家报告说,他们已经将网络的结构转换为音乐,其应用范围可能从更好的3D打印机到跨物种的交流和超凡脱俗的音乐作品中国化工网okmart.com


研究人员今天将在美国化学学会(ACS)春季会议上介绍他们的研究结果。ACS Spring 2021将于4月5日至30日在线举行。现场会议将于4月5日至16日举行,点播和网络内容将持续到4月30日。会议将进行近9,000场有关各种科学主题的演讲。


该项目的首席研究员Markus Buehler博士说:“蜘蛛生活在振动弦的环境中。” “他们的视线不太好,因此他们通过频率不同的振动来感知自己的世界。” 例如,当蜘蛛在施工过程中拉伸丝束时,或者当风或被捕获的苍蝇使纤网运动时,就会发生这种振动。


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长期对音乐感兴趣的Buehler想知道他是否可以从诸如蜘蛛网之类的天然材料中提取非人类起源的节奏和旋律。他说:“网络可能会成为一种新的音乐灵感来源,与通常的人类体验截然不同。” 此外,麻省理工学院(MIT)的Buehler及其同事与StudioTomásSaraceno工作室的合作伙伴TomásSaraceno一起,通过听觉和视觉体验了网络,希望对3D架构和Web构造获得新的见解。 。


考虑到这些目标,研究人员用激光扫描了天然蜘蛛网以捕获2D横截面,然后使用计算机算法重建了3D网络。小组将不同频率的声音分配给网络中的各个部分,创建“音符”,它们基于网络的3D结构以模式组合在一起以产生旋律。然后,研究人员创造了一种类似竖琴的乐器,并在世界各地的几场现场表演中播放了蜘蛛网音乐。


该团队还进行了虚拟现实设置,使人们可以在视觉和听觉上“进入”网络。Buehler说:“虚拟现实环境确实很吸引人,因为您的耳朵会拾取可能会看到但无法立即识别的结构特征。” “通过听到并同时看到它,您可以真正开始了解蜘蛛所处的环境。”


为了深入了解蜘蛛如何构建网,研究人员在构建过程中扫描了网,将每个阶段转换为具有不同声音的音乐。布勒说:“我们的类似竖琴的乐器的声音在此过程中发生了变化,反映了蜘蛛建立网的方式。”


 “因此,我们可以探索以可听形式构造网络的时间顺序。” 有关蜘蛛如何构建网络的逐步知识可以帮助设计“模仿蜘蛛”的3D打印机,以构建复杂的微电子产品。他说:“蜘蛛的“打印”网络方式非常出色,因为没有使用支持材料,这是当前3D打印方法经常需要的。”


在其他实验中,研究人员探索了网的声音在受到不同机械力(例如拉伸)的作用下如何变化。“在虚拟现实环境中,我们可以开始将网拉开,当这样做时,弦线的张力和它们产生的声音就会发生变化。在某些时候,股线会断裂,并且会发出响亮的声音,”布勒说。


该团队还对学习如何以自己的语言与蜘蛛进行交流感兴趣。他们记录了蜘蛛在执行不同活动(例如建造网,与其他蜘蛛通信或发送求爱信号)时产生的网振动。尽管这些频率听起来与人耳相似,但是机器学习算法正确地将声音分类为不同的活动。


布勒说:“现在,我们正在尝试产生合成信号,以基本上说蜘蛛的语言。” “如果我们将它们置于某些节律或振动模式下,我们是否可以影响它们的工作,并可以开始与它们进行交流?这些真的是令人兴奋的想法。”


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