دانشمندان تارهای عنکبوت را به موسیقی تبدیل کردند

دانشمندان تارهای عنکبوت را به موسیقی تبدیل کردند

دانشمندان برای اولین‌بار تارهای عنکبوت را به موسیقی تبدیل کردند. آن‌ها برنامه‌‌ی تعاملی واقعیت مجازی را طراحی کردند که کاربر به‌کمک آن می‌تواند صدای تارها را بشنود.

عنکبوت‌ها برای درک دنیای اطرافشان به‌شدت به حس لامسه وابسته‌اند. بدن و پاهای آن‌ها با موها و شکاف‌های کوچکی پوشیده شده است که انواع لرزش‌ها و نوسان‌ها را تفکیک می‌کنند. به‌دام‌افتادن طعمه در یک تار عنکبوت صدای لرزشی بسیار متفاوتی از عنکبوتی دارد که در حال جلب توجه یا در حال حرکت بر‌اثر باد است. هر تار عنکبوت تُن صوتی متفاوتی تولید می‌کند.

چند سال قبل، دانشمندان با همکاریِ هنرمندی به نام توماس ساراسنو ساختار سه‌بُعدی تار عنکبوت را به موسیقی تبدیل و آلت موسیقیایی تعاملی به نام بوم عنکبوت را تولید کردند. حالا همان تیم کار قبلی‌اش را اصلاح و مؤلفه‌ی تعاملی واقعیت مجازی را به آن اضافه کردند. بدین‌ترتیب، افراد می‌توانند با تار عنکبوت تعامل برقرار کنند. به‌گفته‌ی تیم پژوهشی، این پژوهش به آن‌ها در درک بهتر معماری سه‌بُعدی تار عنکبوت کمکی نمی‌کند؛ اما می‌تواند به آن‌ها در یادگیری زبان نوسانی عنکبوت‌ها کمک کند. مارکوس بوهلر، مهندس MIT، درباره‌ی این موضوع می‌گوید:

عنکبوت در محیطی با تارهای نوسانگر زندگی می‌کند. عنکبوت‌ها بینایی قدرتمندی ندارند و صرفا دنیای اطرافشان را از‌طریق لرزش‌ها درک می‌کنند که فرکانس متفاوتی دارند.

وقتی نام تار عنکبوت مطرح می‌شود، ممکن است به نوع رایج گردباف‌ها فکر کنید؛ تارهای مسطح و گرد با پره‌های شعاعی که عنکبوت دور‌تا‌دور آن‌ها شبکه‌‌ای مارپیچی می‌سازد. بااین‌حال، اغلب عنکبوت‌ها از این نوع نیستند؛ بلکه تارهایشان را سه‌بُعدی می‌سازند و از این نظر تارهایشان به صفحات تاری و تارهای درهم‌پیچیده یا قیفی شباهت دارد.

پژوهشگران برای بررسی ساختار تارهای سه‌بُعدی، عنکبوت گرم‌سیری به نام سیرتوفورا سیتروکولا را در محفظه‌ای مستطیل‌شکل قرار دادند و منتظر تنیدن تار سه‌بُعدی ماندند. سپس از لیزر صفحه‌ای برای ایجاد تصاویر با کیفیت از بخش‌های دوبُعدی تار استفاده کردند. درادامه الگوریتمی اختصاصی معماری سه‌بُعدی تار از بخش‌های دوبُعدی را به یکدیگر وصل کرد. برای تبدیل این ساختار به موسیقی، فرکانس‌های صوتی مختلفی به تارهای مختلف تخصیص یافتند؛ بنابراین، نُت‌های ساخته‌شده در الگوهایی براساس ساختار تار تولید شدند.

افزون‌براین، آنان تار در حال تنیده‌شدن را اسکن و هر مرحله از فرایند را به موسیقی تبدیل کردند. در‌نتیجه نُت‌ها با تغییر ساختار تار تغییر می‌کنند و شنونده می‌تواند فرایند ساخت تار را بشنود. با ضبط فرایند گام‌به‌گام بهتر می‌توان چگونگی ساخت تار سه‌بُعدی را بدون پشتیبانی از ساختارها درک کرد؛ مهارتی که برای کارهایی مثل نقاشی سه‌بُعدی مفید است. بوم عنکبوت امکان شنیدن موسیقی عنکبوت را برای شنوندگان فراهم می‌کند؛ اما واقعیت مجازی با فراهم‌کردن امکان ورود و نواختن با تارهای عنکبوت، لایه‌ای جدید از تجربه‌ی کاربری را اضافه می‌کند. بوهلر می‌گوید:

محیط واقعیت مجازی به‌شدت وسوسه‌آمیز است؛ زیرا گوش‌هایتان ویژگی‌های ساختاری بصری را درک می‌کنند. با شنیدن هم‌زمان صدای تارها و دیدن آن، می‌توانید محیط زندگی عنکبوت را درک کنید.

محیط واقعیت مجازی همراه‌با فیزیک واقعی تارها به پژوهشگران اجازه می‌دهد اتفاقات مربوط به قسمت‌هایی از تار را هم درک کنند. با کشیدن تار یا پاره‌کردن آن تُن‌های صوتی هم تغییر می‌کنند و می‌تواند تأثیرش را بر تارهای دیگر دید. بدین‌ترتیب، می‌توان معماری تار عنکبوت و دلیل ساختشان را درک کرد. شاید جالب‌تر از هر موضوعی، امکان توسعه‌ی الگوریتمی برای شناسایی انواع لرزش‌های تار عنکبوت و تبدیل آن‌ها به تار در دست ساخت و به‌دام‌افتادن طعمه یا دیگر شرایط عنکبوت فراهم باشد.

این تیم هنوز در مرحله‌ی یادگیری درباره‌ی عنکبوت‌های گرم‌سیری و تارهایشان هستند. بوهلر می‌افزاید:

می‌کوشیم سیگنال‌های ترکیبی را برای سخن‌گفتن به زبان عنکبوت ایجاد کنیم. اگر عنکبوت‌ها را در‌معرض الگوهای ریتمی یا لرزشی مشخصی قرار دهیم، می‌توانیم تأثیر این الگوها بر رفتار آن‌ها را ارزیابی و با آن‌ها ارتباط برقرار کنیم. این ایده‌ها بسیار هیجان‌انگیز هستند.

تیم پژوهشگران اثر خود را در نشست فصل بهار انجمن شیمیایی آمریکا ارائه دادند.ناگفته نماند  پژوهش قبلی آن‌ها در سال ۲۰۱۸ در مجله‌ی Royal Society Inteface منتشر شد.

منبع sciencealert

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده

بیشتر بخوانید