Faire de la musique à partir de toiles d’araignées – Technoguide

Les araignées sont des maîtres constructeurs, tissant de manière experte des brins de soie dans des toiles 3D complexes qui servent de maison et de terrain de chasse à l’araignée. Si les humains pouvaient entrer dans le monde de l’araignée, ils pourraient en apprendre davantage sur la construction de sites Web, le comportement des arachnides et plus encore. Aujourd’hui, les scientifiques rapportent qu’ils ont traduit la structure d’un Web en musique, qui pourrait avoir des applications allant de meilleures imprimantes 3D à la communication inter-espèces et aux compositions musicales d’un autre monde.

Les chercheurs présenteront leurs résultats aujourd’hui lors de la réunion de printemps de l’American Chemical Society (ACS). L’ACS Spring 2021 se tient en ligne du 5 au 30 avril. Les séances en direct auront lieu du 5 au 16 avril, et le contenu à la demande et de réseautage se poursuivra jusqu’au 30 avril. La réunion comprendra près de 9 000 présentations sur un large éventail de sujets scientifiques.

«L’araignée vit dans un environnement de cordes vibrantes», explique Markus Buehler, Ph.D., chercheur principal du projet, qui présente le travail. “Ils ne voient pas très bien, donc ils sentent leur monde à travers des vibrations, qui ont des fréquences différentes.” De telles vibrations se produisent, par exemple, lorsque l’araignée étire un brin de soie pendant la construction, ou lorsque le vent ou une mouche piégée déplace la toile.

Buehler, qui s’intéresse depuis longtemps à la musique, s’est demandé s’il pouvait extraire des rythmes et des mélodies d’origine non humaine à partir de matériaux naturels, tels que des toiles d’araignées. “Les Webs pourraient être une nouvelle source d’inspiration musicale très différente de l’expérience humaine habituelle”, dit-il. De plus, en expérimentant un Web à travers l’audition et la vision, Buehler et ses collègues du Massachusetts Institute of Technology (MIT), ainsi que le collaborateur Tomás Saraceno du Studio Tomás Saraceno, espéraient acquérir de nouvelles connaissances sur l’architecture 3D et la construction de toiles. .

Avec ces objectifs à l’esprit, les chercheurs ont scanné une toile d’araignée naturelle avec un laser pour capturer des coupes 2D, puis ont utilisé des algorithmes informatiques pour reconstruire le réseau 3D du Web. L’équipe a attribué différentes fréquences de son aux brins du Web, créant des «notes» qu’ils ont combinées dans des motifs basés sur la structure 3D du Web pour générer des mélodies. Les chercheurs ont ensuite créé un instrument ressemblant à une harpe et ont joué de la musique de toile d’araignée dans plusieurs spectacles en direct à travers le monde.

L’équipe a également créé une configuration de réalité virtuelle qui a permis aux gens de «pénétrer» visuellement et de manière audible sur le Web. «L’environnement de réalité virtuelle est vraiment fascinant parce que vos oreilles vont capter des caractéristiques structurelles que vous pourriez voir mais que vous ne reconnaîtrez pas immédiatement», dit Buehler. “En l’entendant et en le voyant en même temps, vous pouvez vraiment commencer à comprendre l’environnement dans lequel vit l’araignée.”

Pour mieux comprendre comment les araignées construisent des toiles, les chercheurs ont scanné une toile pendant le processus de construction, transformant chaque étape en musique avec des sons différents. «Les sons de notre instrument semblable à une harpe changent au cours du processus, reflétant la façon dont l’araignée construit la toile», explique Buehler. “Ainsi, nous pouvons explorer la séquence temporelle de la façon dont le Web est construit sous une forme audible.” Cette connaissance étape par étape de la façon dont une araignée construit une toile pourrait aider à concevoir des imprimantes 3D «imitant l’araignée» qui construisent une microélectronique complexe. «La manière dont l’araignée« imprime »la toile est remarquable car aucun matériau de support n’est utilisé, comme cela est souvent nécessaire dans les méthodes d’impression 3D actuelles», dit-il.

Dans d’autres expériences, les chercheurs ont exploré comment le son d’une toile change lorsqu’elle est exposée à différentes forces mécaniques, telles que l’étirement. “Dans l’environnement de réalité virtuelle, nous pouvons commencer à séparer la toile, et lorsque nous faisons cela, la tension des cordes et le son qu’elles produisent changent. À un moment donné, les brins se cassent et ils produisent un son claquant.” Dit Buehler.

L’équipe souhaite également apprendre à communiquer avec les araignées dans leur propre langue. Ils ont enregistré les vibrations de la toile produites lorsque les araignées exécutaient différentes activités, telles que la construction d’une toile, la communication avec d’autres araignées ou l’envoi de signaux de parade nuptiale. Bien que les fréquences sonnent comme celles de l’oreille humaine, un algorithme d’apprentissage automatique a correctement classé les sons dans les différentes activités. «Maintenant, nous essayons de générer des signaux synthétiques pour parler essentiellement la langue de l’araignée», dit Buehler. “Si nous les exposons à certains modèles de rythmes ou de vibrations, pouvons-nous affecter ce qu’ils font et pouvons-nous commencer à communiquer avec eux? Ce sont des idées vraiment excitantes.”

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