pauk
© Palash Jain/UnsplashVećina paukovih mreža složenija je od 2D strukture
Pauci se uvelike oslanjaju na dodir kako bi osjetili svijet oko sebe. Njihova tijela i noge prekriveni su sitnim dlačicama i prorezima koji mogu razlikovati različite vrste vibracija.

Svaki plijen koji zaluta u mrežu stvara vrlo različitu vibracijsku buku od drugog pauka koji se udvara ili od, na primjer, vjetra. Svaka nit mreže proizvodi drugačiji ton.

Prije nekoliko godina znanstvenici su preveli trodimenzionalnu strukturu paukove mreže u glazbu, radeći s umjetnikom Thomasom Saracenom na stvaranju interaktivnog glazbenog instrumenta nazvanog Spider's Canvas.

Godine 2021. tim je doradio i nadogradio taj prethodni rad, dodajući interaktivnu komponentu virtualne stvarnosti kako bi se ljudima omogućilo ulazak na web i interakcija s njim.

Ovo istraživanje, rekao je tim, ne samo da će im pomoći da bolje razumiju trodimenzionalnu arhitekturu paukove mreže, nego će nam čak pomoći da naučimo vibracijski jezik pauka.

"Pauk živi u okruženju vibrirajućih žica", rekao je inženjer Markus Buehler s MIT-a. "Oni ne vide baš dobro, pa osjećaju svoj svijet kroz vibracije, koje imaju različite frekvencije."


Kada pomislite na paukovu mrežu, najvjerojatnije ćete pomisliti na mrežu tkača kugle: ravnu, okruglu, s radijalnim žbicama oko kojih pauk gradi spiralnu mrežu. Međutim, većina paučine nije ove vrste, već je izgrađena u tri dimenzije - poput mrežaste mreže, zamršene mreže i lijevkaste mreže.

Kako bi istražili strukturu ovih vrsta mreža, tim je smjestio tropskog šatorskog pauka (Cirtophora citricola) u pravokutni prostor i pričekao da ispuni prostor trodimenzionalnom mrežom. Zatim su upotrijebili lasersku zraku za osvjetljavanje i stvaranje slika visoke razlučivosti 2D presjeka mreže.

Posebno razvijen algoritam zatim je sastavio 3D arhitekturu weba iz tih 2D presjeka. Kako bi se ovo pretvorilo u glazbu, različitim se nitima dodjeljuju različite audio frekvencije. Tako generirane note svirane su u obrascima na temelju web strukture.

Također su skenirali mrežu dok se vrtjela, pretvarajući svaki korak procesa u glazbu. To znači da se note mijenjaju kako se mijenja struktura mreže, a slušatelj može čuti proces izgradnje mreže; Imajući zapis o procesu korak po korak, također možemo bolje razumjeti kako pauci grade 3D mrežu bez potpornih struktura - vještina koja bi se mogla koristiti za 3D ispis, na primjer.

Spider's Canvas omogućio je publici da čuje paukovu glazbu, ali virtualna stvarnost, u koju korisnici mogu ući i sami reprodukuju dijelove mreže, dodaje potpuno novi sloj iskustvu, rekli su istraživači.

"Okruženje virtualne stvarnosti stvarno je intrigantno jer će vaše uši uhvatiti strukturne značajke koje biste mogli vidjeti, ali ih ne biste odmah prepoznali", objasnio je Buehler.

"Ako ga čujete i vidite u isto vrijeme, stvarno možete početi razumjeti okoliš u kojem pauk živi."

Ovo VR okruženje, s realističnom web fizikom, omogućuje istraživačima da shvate što se događa kada petljaju i s dijelovima weba. Rastegnite nit i njegov ton se mijenja. Slomite jedan i pogledajte kako to utječe na ostale niti oko njega. To nam također može pomoći da razumijemo arhitekturu paukove mreže i zašto su građene takve kakve jesu.

I, što je možda najfascinantnije, rad je omogućio timu da razvije algoritam za prepoznavanje vrsta vibracija paukove mreže, prevodeći ih u "zarobljeni plijen", ili "mreža u izgradnji", ili "još jedan pauk je stigao s ljubavnom namjerom". ". Ovo je, rekao je tim, osnova za razvoj učenja govora kod pauka - barem kod tropskog šatorskog pauka.

"Sada pokušavamo generirati sintetičke signale koji bi u osnovi govorili jezikom pauka", rekao je Buehler.

"Ako ih izložimo određenim obrascima ritmova ili vibracija, možemo li utjecati na ono što rade i možemo li početi komunicirati s njima? To su zaista uzbudljive ideje."