蜘蛛是建造大师，熟练地将丝线编织成复杂的3D网，作为蜘蛛的家和狩猎场。如果人类能进入蜘蛛的世界，他们就能了解网络的构建、蜘蛛的行为等等。今天，科学家们报告说，他们已经把网络的结构翻译成了音乐，这可能会有更好的3D打印机，跨物种交流和超凡脱境的音乐创作等应用。

 

“蜘蛛生活在有振动弦的环境中，”该项目的首席研究员马库斯·比勒博士说，他介绍了这项工作。“它们的视力不太好，所以它们通过不同频率的振动来感知世界。”例如，当蜘蛛在建造过程中拉伸一根丝，或者当风或困住的苍蝇移动蛛网时，就会发生这种振动

 

比勒长期以来一直对音乐感兴趣，他想知道他能否从自然材料中提取出非人类起源的节奏和旋律，比如蜘蛛网。他说:“网络可能是一种新的音乐灵感来源，这与通常的人类经验非常不同。”此外，布勒和麻省理工学院(MIT)的同事们，以及Tomás Saraceno工作室的合作伙伴Tomás Saraceno，希望通过听觉和视觉体验网络，对网络的3D架构和构建有新的见解。天富代理分红

 

考虑到这些目标，研究人员用激光扫描了一张天然蜘蛛网，以捕获二维横截面，然后用计算机算法重建蜘蛛网的三维网络。该团队将不同频率的声音分配到网络上，创建“音符”，并根据网络的3D结构组合成模式，生成旋律。研究人员随后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演奏了蜘蛛网音乐。

 

该团队还制作了一个虚拟现实装置，允许人们通过视觉和听觉“进入”网络。比勒说:“虚拟现实环境真的很有趣，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。”“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。”

 

为了深入了解蜘蛛是如何织网的，研究人员在织网过程中扫描了一张网，把每个阶段转换成不同声音的音乐。比勒说:“在这个过程中，我们这种竖琴般的乐器发出的声音会发生变化，反映出蜘蛛织网的方式。”“因此，我们可以探索以声音形式构建网络的时间序列。”这种关于蜘蛛如何织网的循序渐进的知识有助于设计“模仿蜘蛛”的3D打印机，以构建复杂的微电子学。他说:“蜘蛛‘打印’网络的方式是值得注意的，因为它不使用支持材料，而目前的3D打印方法经常需要这种材料。”

 

在其他实验中，研究人员探索了蛛网在受到不同机械力(比如拉伸)时发出的声音是如何变化的。“在虚拟现实环境中，我们可以开始将网络拉开，当我们这样做时，弦的张力和它们产生的声音就会发生变化。在某一时刻，丝线断裂，然后发出噼啪的声音，”比勒说。

 

该团队还对学习如何用蜘蛛自己的语言与它们交流感兴趣。他们记录了蜘蛛在进行不同活动时产生的振动，比如织网、与其他蜘蛛交流或发送求爱信号。尽管频率听起来与人耳相似，但机器学习算法正确地将声音分类为不同的活动。比勒说:“现在我们正试图生成合成信号，让它们能说蜘蛛的语言。”“如果我们让他们接触特定的节奏或振动模式，我们能影响他们的行为吗?我们能开始与他们交流吗?”这些都是令人兴奋的想法。”

 

研究人员今天(2021年4月12日)在美国化学学会(ACS)的春季会议上公布了他们的研究结果。ACS 2021年春季将于4月5日至30日在线举行。直播会议将于4月5日至16日举行，点播和网络内容将持续到4月30日。这次会议有近9000份关于广泛科学主题的报告。天富代理分红

 

研究人员感谢麻省理工学院艺术、科学和技术中心的支持和资助;国立卫生研究院;海军研究办公室;工作室托马斯•萨拉切诺提出,目的在于保护国家科学基金;MathWorks工程奖学金;和陆军研究办公室。