科学家将蜘蛛网翻译成音乐，这绝对令人惊叹

蜘蛛在很大程度上依靠触觉来感知周围的世界。它们的身体和腿上覆盖着细小的毛发和缝隙，可以区分不同类型的振动。

例如，任何猎物闯入网中都会发出与另一只蜘蛛求偶或微风搅动截然不同的振动喧嚣。网的每一股都会产生不同的音调。

几年前，科学家们将蜘蛛网的三维结构转化为音乐，与艺术家托马斯·萨拉切诺（Tomás Saraceno）合作，创造了一种名为“蜘蛛网”的互动乐器，名为蜘蛛的画布.

2021 年，该团队在之前的工作基础上进行了改进和构建，增加了一个交互式虚拟现实组件，允许人们进入网络并与之互动。

研究小组表示，这项研究不仅可以帮助他们更好地理解蜘蛛网的三维结构，甚至可以帮助我们学习蜘蛛的振动语言。

“蜘蛛生活在一个振动的琴弦的环境中，”工程师马库斯·比勒（Markus Buehler）说麻省理工学院。“他们看得不太清楚，所以他们通过振动来感知他们的世界，这些振动具有不同的频率。

当你想到蜘蛛网时，你很可能会想到球体编织者的网：扁平的、圆形的，带有放射状辐条，蜘蛛围绕它构建一个螺旋网。然而，大多数蜘蛛网不是这种，而是以三维形式构建的——例如，如片状网、缠结网和漏斗网。

为了探索这些网的结构，研究小组饲养了一只热带帐篷网蜘蛛（Cyrtophora citricola 柑橘）在一个长方形的外壳中，并等待它用三维网填充空间。然后，他们使用片状激光器照亮并创建卷材 2D 横截面的高清图像。

然后，一种专门开发的算法从这些 2D 横截面拼凑出 Web 的 3D 架构。为了将其转化为音乐，将不同的声音频率分配给不同的线。由此生成的音符是根据网络结构以模式播放的。

他们还在旋转时扫描了一张网，将这个过程的每一步都翻译成音乐。这意味着音符会随着网络结构的变化而变化，听众可以听到网络构建的过程;记录分步过程意味着我们还可以更好地了解蜘蛛如何在没有支撑结构的情况下构建 3D 网——例如，这项技能可用于 3D 打印。

蜘蛛的画布研究人员说，允许观众听到蜘蛛音乐，但虚拟现实，用户可以自己进入并播放网络，增加了一个全新的体验层。

“虚拟现实环境非常有趣，因为你的耳朵会捕捉到你可能看到但不能立即识别的结构特征。Buehler解释道.

“通过同时听到和看到它，你可以真正开始了解蜘蛛生活的环境。

这种VR环境具有逼真的网络物理特性，使研究人员能够理解当他们弄乱网络的某些部分时会发生什么。拉长一根线，它的音调就会改变。折断一根，看看它如何影响它周围的其他股线。这也可以帮助我们理解蜘蛛网的结构，以及为什么它们会以这种方式构建。

而且，也许最令人着迷的是，这项工作使该团队能够开发一种算法来识别蜘蛛网的振动类型，将它们转化为“被困的猎物”，或“正在构建的网”，或“另一只蜘蛛带着多情的意图到达”。研究小组说，这是学习说蜘蛛的基础——至少是热带帐篷网蜘蛛。

“现在我们正试图产生合成信号，基本上说蜘蛛的语言。Buehler说.

“如果我们让它们暴露在某种节奏或振动模式中，我们能影响它们的行为吗，我们能开始与它们交流吗？这些都是非常令人兴奋的想法。

该团队在美国化学学会2021年春季会议.他们之前的研究发表在 2018 年英国皇家学会界面杂志.

本文最初发表于2021年4月。

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