Ученые создали музыкальный инструмент из паутины, чтобы выучить язык пауков — видео

Большинство пауков имеют от шести до восьми глаз. Однако, как ни странно, познавать окружающий мир им помогают совсем не глаза. Эти маленькие существа в значительной степени полагаются на ощущения. Ведь их тела и ножки покрыты крошечными волосками и щелями, что позволяет различать разные виды вибрации. Их особым инструментом очень часто есть паутина. Каждая сверхтонкая ниточка создает разный тон, разные вибрационные шумы в зависимости от обстоятельств. Таким образом, пауки общаются, охотятся, выбирают место для проживания и т.д.

Как пишет издание Science Alert, чтобы понять и изучить уникальный язык пауков, ученые начали детально исследовать паутину и звуки, которые она способна издавать. Первое исследование было опубликовано еще в 2018 году в Journal of the Royal Society Interface. Спустя несколько лет команда представила свой фундаментальный труд на весенней встрече Американского химического общества 2021 года.

Что создали ученые?

Как подчеркивали исследователи в своей работе, большинство паутин более сложны, чем двумерные структуры. Им удалось превратить трехмерную структуру паутины в музыку.

Чтобы этого достичь, к исследованию привлекли художника Томаса Сарасено. Он стал создателем интерактивного музыкального инструмента под названием Spider's Canvas.

Позже команда усовершенствовала и развила эту предыдущую работу, добавив интерактивный компонент виртуальной реальности.

Ученые уверены, что их работа не только поможет лучше понять трехмерную архитектуру паутины, но даже может помочь выучить вибрационный язык пауков. Не исключено, что в будущем этот язык может принести пользу людям и также будет активно использоваться для разных задач.

"Паук живет в среде вибрирующих струн. Они плохо видят, поэтому чувствуют свой мир с помощью вибраций, имеющих разные частоты", — объяснил инженер из MIT Маркус Бюлер.

Какой паук помог ученым создать музыку и исследовать паутину?

Чтобы изучить сложный, но очень интересный мир пауков, ученые "обратились" к тропическому пауку-палатнику (Cyrtophora citricola). Его сложная трехмерная паутинная сеть подходила для исследования больше всего.

Паука поместили в прямоугольный корпус и дождалась, пока он заполнит пространство паутиной. Затем использовали листовой лазер для освещения и создания изображений высокой четкости двумерных поперечных сечений паутины.

Далее специально разработанный алгоритм собрал 3D-архитектуру сети из этих 2D-сечений. Чтобы превратить это в музыку, разные звуковые частоты были распределены для разных нитей. Сгенерированные таким образом, ноты воспроизводились по шаблонам на основе структуры сети.

Они также сканировали паутину во время ее вращения, превращая каждый шаг процесса в музыку. Это означает, что ноты изменяются вместе с изменением структуры паутины и слушатель может услышать процесс построения паутины.

Пошаговое понимание того, как пауки строят 3D-паутину без вспомогательных структур, может быть использовано, к примеру, для 3D-печати. Это также может помочь нам понять архитектуру паутины и почему они построены именно так.

Эта работа позволила команде разработать алгоритм определения типов вибраций паутины, переводя их в "добычу в ловушке", "паутину строят", или "другой паук прибыл с любовными намерениями". По словам ученых, это основа для того, чтобы научиться разговаривать с пауками — по крайней мере, тропическими пауками-палатками.

"Если мы подвергнем их определенным паттернам ритмов или вибраций, сможем ли мы повлиять на то, что они делают, и сможем ли мы начать с ними общаться? Это действительно увлекательные идеи", — отметил Маркус Бюлер.

Ученые пошли еще дальше и позволили людям стать участниками создания музыки с помощью виртуальной реальности. Некоторые пользователи получили доступ к Spider's Canvas и самостоятельно пользовались интерактивным музыкальным инструментом из паутины.

"Среда виртуальной реальности действительно интригует, поскольку ваши уши улавливают структурные особенности, которые вы можете увидеть, но не сразу распознать. Услышав это и увидев это одновременно, вы действительно сможете понять среду, в которой живет паук", — пояснил Бюлер.

Ранее мы писали, что исследователи из Музея Квинсленда, Австралия, описали еще 48 новых видов наземных пауков-охотников.

Напомним мы рассказывали, что на основе данных из Млечного пути, зафиксированных телескопами NASA, композитор Софи Кацнер написала симфонию.