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蜘蛛網神奇的部分
蜘蛛網神奇的部分
更新时间:2025-04-02 14:58:43

蜘蛛網神奇的部分(科學家将蜘蛛網翻譯成音樂)1

蜘蛛非常依賴觸覺來感知周圍的世界。他們的身體和腿上覆蓋着細小的毛發和狹縫,可以區分不同種類的振動。

例如,獵物誤入網中會産生與另一隻蜘蛛求愛或微風攪動的振動噪音截然不同的聲音。網的每一股都會産生不同的音調。

幾年前,科學家們将蜘蛛網的三維結構轉化為音樂,與藝術家 Tomás Saraceno合作創作了一種名為Spider's Canvas的交互式樂器。

該團隊後來對之前的工作進行了改進和構建,添加了一個交互式虛拟現實組件,以允許人們進入網絡并與網絡進行交互。

研究小組說,這項研究不僅可以幫助他們更好地理解蜘蛛網的三維結構,甚至可以幫助我們學習蜘蛛的振動語言。

:“蜘蛛生活在振動弦的環境中。它們的視力不太好,因此它們通過具有不同頻率的振動來感知世界。”

當你想到蜘蛛網時,你很可能會想到一個圓形編織者的網:扁平、圓形、帶有放射狀輻條,蜘蛛圍繞這些輻條構建了一個螺旋網。然而,大多數蜘蛛網不是這種類型,而是由三個維度構成,例如,片狀網、纏結網和漏鬥網。

為了探索這類網的結構,該團隊安置了一隻熱帶帳篷網蜘蛛( Cyrtophora citricola ) 在一個長方形的外殼中,并等待它用 3D 網絡填充空間。然後,他們使用片狀激光來照亮并創建卷筒紙的 2D 橫截面的高清圖像。

然後,一種專門開發的算法從這些 2D 橫截面拼湊出網絡的 3D 架構。為了把它變成音樂,不同的聲音頻率被分配到不同的股線。這樣生成的音符會根據網絡結構以模式播放。

他們還掃描了正在旋轉的網絡,将過程的每一步都轉化為音樂。這意味着音符随着網絡結構的變化而變化,聽衆可以聽到網絡的構建過程。

記錄分步過程意味着我們還可以更好地了解蜘蛛如何在沒有支撐結構的情況下構建 3D 網絡——例如,一項可用于 3D 打印的技能。

Spider's Canvas讓觀衆可以聽到蜘蛛音樂,但虛拟現實(用戶可以自己進入并播放網絡)增加了全新的體驗層。

“虛拟現實環境真的很有趣,因為你的耳朵會聽到你可能看到但不會立即識别的結構特征,”Buehler 解釋說。

“通過同時聽到和看到它,你可以真正開始了解蜘蛛生活的環境。”

這種具有逼真網絡物理特性的 VR 環境使研究人員也能夠了解當他們與網絡的某些部分混淆時會發生什麼。拉伸一根繩子,它的音調就會改變。打破一個,看看它如何影響它周圍的其他股。

這也可以幫助我們理解蜘蛛網的架構,以及為什麼它們是這樣構建的。

也許最令人着迷的是,這項工作使團隊能夠開發出一種算法來識别蜘蛛網的振動類型,将它們轉化為“被困的獵物”、“正在建設的網”或“另一隻蜘蛛帶着多情的意圖抵達”。

該團隊表示,這是發展學習說話蜘蛛的基礎——至少是熱帶帳篷網蜘蛛。

“現在我們正在嘗試生成合成信号,以基本上說出蜘蛛的語言,”Buehler 說。

“如果我們讓他們接觸到特定的節奏或振動模式,我們能影響他們的行為嗎?我們能開始與他們交流嗎?這些都是非常令人興奮的想法。”

蜘蛛網神奇的部分(科學家将蜘蛛網翻譯成音樂)2

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