As aranhas são mestres construtoras, habilmente tecendo fios de seda em teias 3D intrincadas que servem como lar da aranha e local de caça. Se os humanos pudessem entrar no mundo da aranha, eles poderiam aprender sobre construção na web, comportamento de aracnídeo e muito mais. Hoje, cientistas relatam que traduziram a estrutura de uma teia em música, que poderia ter aplicações que variam de melhores impressoras 3D à comunicação entre espécies e composições musicais de outro mundo.

Os pesquisadores apresentarão seus resultados hoje na reunião de primavera da American Chemical Society (ACS).

“A aranha vive em um ambiente de cordas vibrantes, "diz Markus Buehler, Ph.D., o investigador principal do projeto, quem está apresentando o trabalho. "Eles não veem muito bem, então eles sentem seu mundo por meio de vibrações, que têm frequências diferentes. "Essas vibrações ocorrem, por exemplo, quando a aranha estica um fio de seda durante a construção, ou quando o vento ou uma mosca presa move a teia.

Buehler, que há muito se interessa por música, perguntou-se se ele poderia extrair ritmos e melodias de origem não humana de materiais naturais, como teias de aranha. "As teias podem ser uma nova fonte de inspiração musical que é muito diferente da experiência humana usual, "diz ele. Além disso, experimentando uma teia por meio da audição e da visão, Buehler e colegas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), junto com o colaborador Tomás Saraceno no Studio Tomás Saraceno, esperava obter novos insights sobre a arquitetura 3D e construção de teias.

Com esses objetivos em mente, os pesquisadores escanearam uma teia de aranha natural com um laser para capturar seções transversais 2D e então usaram algoritmos de computador para reconstruir a rede 3D da teia. A equipe atribuiu diferentes frequências de som aos fios da web, criando "notas" que combinavam em padrões baseados na estrutura 3D da web para gerar melodias. Os pesquisadores então criaram um instrumento semelhante a uma harpa e tocaram a música da teia de aranha em várias apresentações ao vivo ao redor do mundo.

A equipe também fez uma configuração de realidade virtual que permitiu às pessoas "entrar" na web de forma visual e audível. "O ambiente de realidade virtual é realmente intrigante porque seus ouvidos vão captar características estruturais que você pode ver, mas não reconhecer imediatamente, "Buehler diz." Ouvindo e vendo ao mesmo tempo, você pode realmente começar a entender o ambiente em que a aranha vive. "

Para obter insights sobre como as aranhas constroem teias, os pesquisadores escanearam uma teia durante o processo de construção, transformando cada estágio em música com sons diferentes. "Os sons que nosso instrumento semelhante a uma harpa faz mudam durante o processo, refletindo a maneira como a aranha constrói a teia, "Buehler diz." Então, podemos explorar a sequência temporal de como a teia está sendo construída de forma audível. "Este conhecimento passo a passo de como uma aranha constrói uma teia pode ajudar a conceber impressoras 3D" simulando aranhas "que constroem microeletrônicos complexos." A maneira como a aranha 'imprime' a teia é notável porque nenhum material de suporte é usado, como é frequentemente necessário nos métodos de impressão 3D atuais, " ele diz.

Em outros experimentos, os pesquisadores exploraram como o som de uma teia muda conforme é exposta a diferentes forças mecânicas, como alongamento. "No ambiente de realidade virtual, podemos começar a separar a web, e quando fazemos isso, a tensão das cordas e o som que elas produzem mudam. Em algum ponto, os fios quebram, e eles fazem um som de estalo, "Buehler diz.

A equipe também está interessada em aprender como se comunicar com aranhas em sua própria língua. Eles gravaram as vibrações da teia produzidas quando as aranhas realizaram diferentes atividades, como construir uma web, comunicar-se com outras aranhas ou enviar sinais de cortejo. Embora as frequências soassem semelhantes ao ouvido humano, um algoritmo de aprendizado de máquina classificou corretamente os sons nas diferentes atividades. "Agora estamos tentando gerar sinais sintéticos para falar basicamente a língua da aranha, "Buehler diz." Se os expormos a certos padrões de ritmos ou vibrações, podemos afetar o que eles fazem, e podemos começar a nos comunicar com eles? Essas são ideias realmente empolgantes. "