美科學家首次把蜘蛛網轉譯成音樂：旋律怪誕，像科幻恐怖電影配樂
美國科學家將一張蜘蛛網的結構翻譯成音樂，從而賦予其生命，或許有一天，這種技術能讓我們與蜘蛛交流。他們將不同頻率的聲音分配到蛛網上，根據蛛網的3D結構創建“音符”，並將其組合成模式，從而產生旋律。這段怪異的音樂持續了一分鐘多一點，聽起來像是一部怪誕的反烏托邦科幻恐怖電影的原聲音樂。
這一奇異的技術是由麻省理工學院(MIT)研究人員利用激光掃描技術和圖像處理工具發明的。專家說，蜘蛛網可以為音樂靈感提供新的來源，並提供一種跨物種交流的形式。
該項目由麻省理工學院(MIT)的材料科學家和工程師馬庫斯·布勒教授領導。去年，布勒教授曾將新冠病毒的核心蛋白結構轉化為一段平靜的音樂旋律而登上了頭條。
圖片來源：圖為一張蜘蛛網的橫截面圖像(以不同顏色顯示)被組合成3D圖像，並翻譯成音樂
他說:“蛛網可能是一種新的音樂靈感來源，這與人類通常的體驗截然不同。”
布勒教授的團隊對學習如何用蜘蛛自己的語言與之交流很感興趣。他們記錄了蜘蛛在進行不同活動時產生的振動，比如織網、與其他蜘蛛交流或發送求愛信號。
儘管頻率在人耳聽起來相似，但機器學習算法正確地將聲音分類為不同的活動。
布勒教授說:“現在我們正試圖生成合成信號，從而理解蜘蛛的語言。”“如果我們讓蜘蛛接觸特定的節奏或振動模式，我們能影響它們的行為嗎?我們能開始與它們交流嗎?這些都是令人興奮的想法。”
蜘蛛在自然界中數量眾多，有47000多種。但是它們的視力很差，所以依靠蛛網上絲的振動來獲取信息，比如獵物落在哪裡。它們還通過腿上的“裂隙感器”接收信息。
蜘蛛可以通過調節蛛絲的張力和連接來“調整”蛛絲，從而織就更完美的蛛網——幾乎讓蛛絲本身成為一種樂器。
“蜘蛛生活在一個有振動的弦的環境中。”布勒教授說，“它們的視力不太好，所以它們通過不同頻率的振動來感知世界。”
布勒教授與阿根廷當代藝術家Tomás Saraceno合作完成了這個項目，該項目基於一個由帳蓬網蜘蛛(Cyrtophora citricola)織成的蜘蛛網。本種廣泛分佈於亞洲、非洲和澳大利亞的亞熱帶和熱帶地區。
研究小組用激光掃描了C. citricola蜘蛛網，以捕捉二維橫截面，然後用計算機算法重建蜘蛛網的三維網絡。再將不同頻率的聲音分配到蛛網上，根據網絡的3D結構創建“音符”，並將其組合成模式，從而產生旋律。
然後，研究人員創造了一種數字豎琴，並在世界各地現場演奏了蜘蛛網音樂。為了補充這種體驗，該團隊還製作了虛擬現實(VR)裝置，讓人們可以通過視覺和聽覺“進入”蛛網。
布勒教授說:“虛擬現實環境真的很有趣，因為你的耳朵會捕捉到你可能看到但不會馬上識別的結構特徵。”
“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。”“這種豎琴狀的樂器是計算機生成的，它在虛擬現實中。”
為了深入了解蜘蛛是如何織網的，研究人員在織網過程中掃描了一張網，把每個階段轉換成不同聲音的音樂。
布勒教授說：“在這個過程中，我們這種豎琴般的樂器發出的聲音會發生變化，反映出蜘蛛織網的方式。”“因此，我們可以探索蛛網如何以聲音的形式構建時間序列。 ”
這種關於蜘蛛如何織網的循序漸進的知識有助於設計出“模仿蜘蛛”的3D打印機，從而製造出複雜的微電子。
在其它實驗中，研究人員探索了蛛網在受到不同機械力(比如拉伸)時發出的聲音是如何變化的。他們發佈在YouTube上的視頻顯示，一張蜘蛛網正在被拉伸和斷裂，充滿了奇怪的、令人不安的噪音。細小、尖銳的小提琴般的聲音對應著網絲被拉破，而音調上升的聲音則表示拉伸。
參考資料：