(Palash Jain/Unsplash) Hämähäkit luottavat melko paljon kosketukseen tunteakseen ympäröivän maailman. Heidän vartalonsa ja jalkojaan peittävät pienet karvat ja raot, jotka pystyvät erottamaan erilaiset värähtelyt.
Saaliin sekoittuminen verkkoon saa aikaan hyvin erilaisen värähtelyäänen, kun toinen hämähäkki tulee koskien tai esimerkiksi tuulen sekoittuminen. Jokainen rainan säie tuottaa erilaisen sävyn.
Muutama vuosi sitten tutkijat käänsivät hämähäkinverkon kolmiulotteisen rakenteen musiikiksi ja loivat yhdessä taiteilija Tomás Saracenon kanssa interaktiivisen soittimen nimeltä Hämähäkin kangas .
Myöhemmin tiimi tarkensi ja rakensi aiemman työn pohjalta lisäämällä interaktiivisen virtuaalitodellisuuskomponentin, jonka avulla ihmiset voivat päästä verkkoon ja olla vuorovaikutuksessa sen kanssa.
Tämä tutkimus, tiimi sanoo, ei ainoastaan auta heitä ymmärtämään paremmin hämähäkin verkon kolmiulotteista arkkitehtuuria, vaan se voi jopa auttaa meitä oppimaan hämähäkkien värähtelykieltä.
'Hämähäkki elää värähtelevien merkkijonojen ympäristössä' insinööri Markus Buehler MIT:stä selitti vuonna 2021 . 'He eivät näe kovin hyvin, joten he aistivat maailmansa värähtelyjen kautta, joilla on eri taajuudet.'
Kun ajattelet hämähäkin verkkoa, ajattelet todennäköisesti pallokutojan verkkoa: litteää, pyöreää, säteittäisillä pinnoilla, joiden ympärille hämähäkki rakentaa kierreverkon. Suurin osa hämähäkinseitistä ei kuitenkaan ole tämän tyyppisiä, vaan ne on rakennettu kolmiulotteisesti, kuten esimerkiksi arkkiverkkoja, sotkuisia verkkoja ja suppiloverkkoja.
Tällaisten verkkojen rakenteen tutkimiseksi ryhmä majoitti trooppisen telttaverkkohämähäkin ( Cyrtophora citricola ) suorakaiteen muotoiseen koteloon ja odotti, että se täyttää tilan kolmiulotteisella rainalla. Sitten he käyttivät arkkilaseria valaisemaan ja luomaan teräväpiirtokuvia verkon 2D-poikkileikkauksista.
Erityisesti kehitetty algoritmi kokosi sitten verkon 3D-arkkitehtuurin näistä 2D-poikkileikkauksista. Jotta tämä muutettiin musiikiksi, eri säikeille varattiin eri äänitaajuudet. Näin syntyneet nuotit soitettiin verkon rakenteeseen perustuvissa kuvioissa.
He myös skannasivat verkkoa sen kehräyksen aikana ja muuttivat prosessin jokaisen vaiheen musiikiksi. Tämä tarkoittaa, että nuotit muuttuvat verkon rakenteen muuttuessa ja kuuntelija kuulee verkon rakentamisprosessin.
Askel askeleelta prosessin kirjaaminen tarkoittaa, että voimme myös paremmin ymmärtää, kuinka hämähäkit rakentavat 3D-verkon ilman tukirakenteita – taitoa, jota voitaisiin käyttää esimerkiksi 3D-tulostukseen.
Hämähäkin kangas antoi yleisölle mahdollisuuden kuulla hämähäkkimusiikkia, mutta virtuaalitodellisuus, jossa käyttäjät voivat päästä ja soittaa verkon osia itse, lisää täysin uudenlaista kokemusta, tutkijat sanoivat.
'Virtuaalitodellisuusympäristö on todella kiehtova, koska korvasi havaitsevat rakenteellisia piirteitä, joita saatat nähdä, mutta joita et heti tunnista.' Buehler selitti .
'Kuulmalla ja näkemällä sen samanaikaisesti, voit todella alkaa ymmärtää ympäristöä, jossa hämähäkki asuu.'
Tämä VR-ympäristö, jossa on realistinen verkkofysiikka, antaa tutkijoille mahdollisuuden ymmärtää, mitä tapahtuu, kun he myös sekoittavat verkon osia. Venytä säiettä ja sen sävy muuttuu. Katkaise yksi ja katso, kuinka se vaikuttaa muihin sen ympärillä oleviin säikeisiin.
Tämä voi myös auttaa meitä ymmärtämään hämähäkin verkon arkkitehtuuria ja miksi ne on rakennettu sellaisiksi kuin ne ovat.
Ehkä kiehtovinta on se, että työ auttoi tiimiä kehittämään algoritmin hämähäkin verkon värähtelyjen tunnistamiseksi ja muuttamaan ne 'loukkuun jääneeksi saaliiksi' tai 'rakenteilla olevaksi verkkoksi' tai 'toinen hämähäkki on saapunut rakkauden aikein'.
Tämä on tiimin mukaan pohjatyö hämähäkin puhumisen oppimiselle – ainakin trooppisen telttaverkkohämähäkin.
'Nyt yritämme tuottaa synteettisiä signaaleja puhuaksemme periaatteessa hämähäkin kieltä.' Buehler sanoi .
'Jos altistamme heidät tietyille rytmi- tai värähtelymalleille, voimmeko vaikuttaa siihen, mitä he tekevät, ja voimmeko alkaa kommunikoida heidän kanssaan? Ne ovat todella jännittäviä ideoita.
Ryhmän edellinen tutkimus julkaistiin vuonna 2018 Journal of the Royal Society Interface .
Tämän artikkelin aiempi versio julkaistiin huhtikuussa 2021.