I ragni sono maestri costruttori, intrecciando sapientemente fili di seta in intricate ragnatele 3D che fungono da casa del ragno e terreno di caccia. Se gli umani potessero entrare nel mondo dei ragni, potrebbero conoscere la costruzione del web, comportamento aracnide e altro ancora. Oggi, gli scienziati riferiscono di aver tradotto la struttura di una rete in musica, che potrebbe avere applicazioni che vanno da migliori stampanti 3D a comunicazioni tra specie diverse e composizioni musicali ultraterrene.

I ricercatori presenteranno oggi i loro risultati alla riunione di primavera dell'American Chemical Society (ACS).

"Il ragno vive in un ambiente di corde vibranti, "dice Markus Buehler, dottorato di ricerca, ricercatore principale del progetto, chi presenta l'opera. "Non vedono molto bene, così sentono il loro mondo attraverso le vibrazioni, che hanno frequenze diverse." Tali vibrazioni si verificano, Per esempio, quando il ragno allunga un filo di seta durante la costruzione, o quando il vento o una mosca intrappolata muove la tela.

Buehler, che è stato a lungo interessato alla musica, si chiedeva se potesse estrarre ritmi e melodie di origine non umana da materiali naturali, come le ragnatele. "Le ragnatele potrebbero essere una nuova fonte di ispirazione musicale molto diversa dalla solita esperienza umana, " dice. Inoltre, sperimentando una rete attraverso l'udito e la vista, Buehler e colleghi del Massachusetts Institute of Technology (MIT), insieme al collaboratore Tomás Saraceno presso lo Studio Tomás Saraceno, sperava di acquisire nuove conoscenze sull'architettura 3D e sulla costruzione di reti.

Con questi obiettivi in ​​mente, i ricercatori hanno scansionato una ragnatela naturale con un laser per acquisire sezioni trasversali 2D e quindi hanno utilizzato algoritmi informatici per ricostruire la rete 3D della rete. Il team ha assegnato diverse frequenze del suono ai fili della rete, creando "note" che combinavano in modelli basati sulla struttura 3D del web per generare melodie. I ricercatori hanno quindi creato uno strumento simile a un'arpa e hanno suonato la musica della ragnatela in diverse esibizioni dal vivo in tutto il mondo.

Il team ha anche realizzato una configurazione della realtà virtuale che ha permesso alle persone di "entrare" visivamente e udibilmente nel web. "L'ambiente della realtà virtuale è davvero intrigante perché le tue orecchie percepiranno caratteristiche strutturali che potresti vedere ma non riconoscere immediatamente, " dice Buehler. "Ascoltandolo e vedendolo allo stesso tempo, puoi davvero iniziare a capire l'ambiente in cui vive il ragno."

Per ottenere informazioni su come i ragni costruiscono le ragnatele, i ricercatori hanno scansionato una rete durante il processo di costruzione, trasformando ogni fase in musica con suoni diversi. "I suoni che il nostro strumento simile a un'arpa fa cambiare durante il processo, riflettendo il modo in cui il ragno costruisce la ragnatela, " Buehler dice. "Quindi, possiamo esplorare la sequenza temporale di come la rete viene costruita in forma udibile." Questa conoscenza passo passo di come un ragno costruisce una rete potrebbe aiutare a ideare stampanti 3D "che imitano il ragno" che costruiscono microelettronica complessa. "Il il modo di "stampare" della ragnatela è notevole perché non viene utilizzato alcun materiale di supporto, come spesso è necessario negli attuali metodi di stampa 3D, " lui dice.

In altri esperimenti, i ricercatori hanno esplorato come cambia il suono di una rete quando è esposta a diverse forze meccaniche, come lo stretching. "Nell'ambiente della realtà virtuale, possiamo iniziare a separare la rete, e quando lo facciamo, la tensione delle corde e il suono che producono cambiano. Ad un certo punto, i fili si spezzano, e fanno un rumore secco, " dice Buehler.

Il team è anche interessato a imparare a comunicare con i ragni nella loro lingua. Hanno registrato le vibrazioni della ragnatela prodotte quando i ragni svolgevano diverse attività, come costruire una rete, comunicare con altri ragni o inviare segnali di corteggiamento. Sebbene le frequenze suonassero simili all'orecchio umano, un algoritmo di machine learning ha classificato correttamente i suoni nelle diverse attività. "Ora stiamo cercando di generare segnali sintetici per parlare fondamentalmente la lingua del ragno, " dice Buehler. "Se li esponiamo a determinati schemi di ritmi o vibrazioni, possiamo influenzare ciò che fanno, e possiamo cominciare a comunicare con loro? Sono idee davvero entusiasmanti".