تولید
  • دانشمندان به برقراری ارتباط با عنکبوت‌ها نزدیک شدند

    دانشمندان با ترجمه‌ی لرزش تار عنکبوت به موسیقی تعاملی، موفق شدند ادراک آن‌ها از محیط را شبیه‌سازی کنند و یک گام به برقراری ارتباط با این موجودات نزدیک شوند.

    عنکبوت‌ها برای حس دنیای اطراف خود کاملا به لمس کردن وابسته هستند. بدن و پاهای آن‌ها از موها و شکاف‌های ریزی پوشانده شده است که می‌تواند انواع گوناگون ارتعاشات را به شکل متفاوتی تشخیص دهد.

    برای نمونه اشتباه و افتادن یک طعمه در تار عنکبوت، لرزش کاملا متفاوتی نسبت به حضور یک عنکبوت دیگر برای خواستگاری یا وزش باد ایجاد می‌کند. هر نوع لرزشی موضوع متفاوتی را بیان می‌کند.

    در سال‌های گذشته دانشمندان ساختار سه‌بعدی تار عنکبوت را به موسیقی تبدیل کرده و با هنرمند «توماس ساراچنو» (Tomás Saraceno) برای ایجاد یک ابزار موسیقی تعاملی با عنوان «بوم عنکبوت» (Spider’s Canvas) همکاری کرده بودند. اکنون این تیم کارهای قبلی را اصلاح و کامل‌تر کرده و به آن بخش‌های واقعیت مجازی هم افزوده تا مردم بتوانند وارد تارها شوند و با آن‌ها تعامل داشته باشند.

    به گفته‌ی این تیم، پژوهش آنان که در نشست بهار انجمن شیمی آمریکا ارائه شده، نه تنها کمک می‌کند تا ساختار سه‌بعدی تار عنکبوت را بهتر درک کنند، بلکه حتی ممکن است در یادگیری زبان ارتعاشی عنکبوت کمک کند.

    «مارکوس بیولر» (Markus Buehler) از دانشگاه ام‌آی‌تی گفت: «عنکبوت‌ها در محیطی از رشته‌های ارتعاشی زندگی می‌کنند. آن‌ها خیلی خوب نمی‌بینند بنابراین دنیای خود را از طریق ارتعاشات که دارای فرکانس‌های مختلف است، درک می‌کند.»

    وقتی به تار عنکبوت فکر می‌کنیم به احتمال زیاد  درنظر داریم که ساختاری صاف، گرد و دارای پره‌های شعاعی است که عنکبوت در اطراف شبکه‌ای ماریپیچی می‌سازد. اما بیشتر تار عنکبوت‌ها از این نوع نیستند بلکه در سه بعد ساخته شده‌اند. برای نمونه تارهای ورقه‌ای، پیچیده، قیفی‌ها از این دسته‌اند.

    برای کشف ساختار این نوع شبکه‌ها این تیم پژوهشی یک عنکبوت «تور چادری استوایی» (Cyrtophora Citricola) را در محفظه‌ای مستطیل شکل قرار داد و منتظر ماند تا فضای آن را با یک شبکه‌ی سه‌بعدی از تار پر کند. سپس آن‌ها از یک لیزر سطحی برای روشن‌سازی و ایجاد تصویری باوضوح بالا از سطح مقطع ۲ بعدی شبکه‌ی تار استفاده کردند. در نهایت یک الگوریتم توسعه‌یافته‌ی اختصاصی، این مقطع‌های ۲ بعدی را برای تشکیل ساختاری ۳ بعدی کنار هم قرار داد.

    برای تبدیل این ساختار به موسیقی، فرکانس‌های گوناگون صدا به رشته‌های مختلف اختصاص داده شد. نت‌هایی که به این روش تولید می‌شوند، با الگوهایی مبتنی بر ساختار شبکه پخش می‌شوند.

    آن‌ها همچنین شبکه‌ی تار را هنگام شکل‌گیری اسکن کردند و هر مرحله از این فرآیند را به موسیقی ترجمه کردند. این یعنی با تغییر ساختار تار، نت‌ها تغییر می‌کند و شنونده می‌تواند روند ساخت تار را بشنود. داشتن سابقه‌ای از مراحل گام‌به‌گام به این معنی است که می‌توانیم بهتر درک کنیم که عنکبوت‌ها چگونه یک شبکه‌ی سه‌بعدی را بدون سازه‌های پشتیبان ایجاد می‌کنند، مهارتی که می‌تواند برای فناوری چاپ سه‌بعدی استفاده شود.

    به گفته‌ی پژوهشگران پروژه‌ی «بوم عنکبوت» به مخاطبان اجازه می‌دهد موسیقی تار عنکبوت را بشنوند اما واقعیت مجازی که کاربران در آن امکان تعامل با تار را دارند، تجربه‌ی کاملا جدیدی را در اختیار قرار می‌دهد.

    ساخت موسیقی از شکل‌گیری تار عنکبوت

    ساخت موسیقی از شکل‌گیری تار عنکبوت
    Credit: Markus J. Buehler

    بیولر گفت: «محیط واقعیت مجازی واقعا جذاب است زیرا می‌توانید ساختارهایی را بشنوید که پیش از این می‌دیدید اما آن‌ها را بلافاصله تشخیص نمی‌دادید. با شنیدن و دیدن هم‌زمان آن واقعا امکان درک کامل‌تری وجود دارد.»

    این محیط واقعیت مجازی با فیزیک واقعی شبکه‌ی تار عنکبوت، همچنین به پژوهشگران امکان می‌دهد تا دریابند که وقتی قسمت‌هایی از شبکه با هم خراب می‌شود چه روی می‌دهد. می‌توانید در این ابزار تعاملی یک رشته را دراز کنید و تغییر صدای آن را بشنوید. یکی را پاره کنید و ببینید که چکونه بر رشته‌های اطراف اثر می‌گذارد. این روند می‌تواند به درک معماری تار عنکبوت و این‌که چرا به این شکل ساخته می‌شوند، کمک کند.

    شاید جالب‌ترین کار این تیم پژوهشی را بتوان ساخت الگوریتمی برای شناسایی انواع ارتعاشات تار عنکبوت و ترجمه‌ی آن‌ها به زبان انسان دانست. عبارت‌هایی مانند «طعمه به دام افتاده» یا «تار در حال ساخت» یا «عنکبوت دیگری برای خواستگاری رسیده است». الگوریتمی که این تیم آن را زمینه‌ای برای یادگیری تکلم عنکبوت و حداقل عنکبوت تار چادری استوایی می‌داند.

    بیولر گفت: «اکنون در تلاشیم تا سیگنال‌های مصنوعی تولید کنیم تا بتوانیم به زبان عنکبوت صحبت کنیم. می‌خواهیم ببینیم اگر آن‌ها را در معرض الگوهای خاصی از ریتم‌ها یا لرزش‌ها قرار دهیم آیا می‌توانیم بر آنچه که آن‌ها انجام می‌دهند، اثر بگذاریم و آیا می‌توانیم با آن‌ها ارتباط برقرار کنیم؟ این‌ها واقعا ایده‌های هیجان‌انگیزی هستند.»

    عکس کاور: نمایی از پروژه‌ی بوم عنکبوت که در آن لرزش تار عنکبوت به موسیقی تبدیل شده است.

    Credit: Aurelie Cenno

    منبع: Science Alert



قیمت لوازم و قطعات خودرو
قیمت آهن آلات
قیمت مصالح ساختمانی
قیمت پوشاک
قیمت کالای دیجیتال
قیمت لوازم خانگی
قیمت مواد غذایی