虚拟现实
蜘蛛的音乐:科学家和艺术家构建VR蛛网乐器
蜘蛛主要依赖触觉来感知环境。它们的身躯和腿上布满了细小的绒毛,可以区分不同种类的振动。
猎物误入网中、另一只蜘蛛过来打个招呼、微风,会产生不同类型的振动。蛛网的每根线都可产生不同的音调。
几年前,科学家们将蛛网的三维结构转化为音乐,与艺术家Tomás Saraceno合作,创造了名为 Spider's Canvas 的互动乐器。现在,该团队在之前的工作基础上进行了完善和改进,并加入了交互式虚拟现实组件,让人们进入蛛网并与之互动。
该团队表示,这项研究不仅可以帮助我们更好地理解蛛网的三维架构,甚至可以帮助我们学习蜘蛛的振动语言。
"蜘蛛生活在弦振动的环境里。"麻省理工学院的工程师Markus Buehler解释说,"它们的视力不是很好,所以它们通过振动来感知它们的世界,而每种振动都具有不同的频率。"
当我们想到蜘蛛网时,脑海里最有可能浮现出来的是:扁平的、圆形的、带有径向辐条——围绕着这些辐条构建出的螺旋网。然而,大多数蜘蛛网并不是这样织网,而是以三维立体的方式构建的,像片状网、缠结网或漏斗网。
为了探索这类网的结构,研究人员将一只热带帐篷网蜘蛛(Cyrtophora citricola)安置在长方形的透明盒子里,等待它用网填满空间。然后,他们使用片状激光扫描网络的二维横截面。
最后,使用算法从二维横截面拼凑出三维架构。为了将其转化为音乐,不同的声音频率被分配到不同的线上。
研究人员表示,Spider's Canvas让观众听到了蜘蛛音乐。借助VR技术,用户可以亲身进入蛛网中,获得全新的体验。
"虚拟现实环境真的很吸引人,因为单凭耳朵接收,可能无法识别出结构特征。"Buehler解释说,"耳闻目睹,则可以真正理解蜘蛛的生活环境。"
这种VR环境,具有逼真的网络物理结构,让研究人员也能理解当他们扰动网络时,会发生什么。折断一根,可以看看对它周围的其他股有什么影响。这也可以帮助我们了解蜘蛛网的结构,以及它们织网的方式。
也许最令人着迷的是,这项工作使该团队能够开发出一种算法,识别出蛛网的振动类型,将它们转化为信息: "猎物",或 "另一只蜘蛛过来交配了"。该团队表示,这是基础工作——把蜘蛛的语言翻译成人类可理解的信息。
"现在,我们正试图生成合成信号,把振动直接转为英语。"Buehler说。
这支团队在美国化学学会春季会议上展示了他们的成果。
https://www.sciencealert.com/we-could-learn-to-communicate-with-spiders-with-music-made-from-their-webs