Les araignées sont des maîtres bâtisseurs, tissant de manière experte des brins de soie en toiles 3D complexes qui servent de maison et de terrain de chasse à l'araignée. Si les humains pouvaient entrer dans le monde des araignées, ils pourraient en apprendre davantage sur la construction de sites Web, comportement arachnide et plus encore. Aujourd'hui, les scientifiques rapportent qu'ils ont traduit la structure d'un réseau en musique, qui pourraient avoir des applications allant de meilleures imprimantes 3D à la communication entre espèces et aux compositions musicales d'un autre monde.

Les chercheurs présenteront leurs résultats aujourd'hui lors de la réunion de printemps de l'American Chemical Society (ACS).

"L'araignée vit dans un environnement de cordes vibrantes, " dit Markus Buehler, Doctorat., le chercheur principal du projet, qui présente le travail. "Ils ne voient pas très bien, alors ils sentent leur monde à travers les vibrations, qui ont des fréquences différentes." De telles vibrations se produisent, par exemple, quand l'araignée étire un fil de soie pendant la construction, ou lorsque le vent ou une mouche piégée déplace la toile.

Bühler, qui s'intéresse depuis longtemps à la musique, s'est demandé s'il pouvait extraire des rythmes et des mélodies d'origine non humaine à partir de matériaux naturels, comme les toiles d'araignées. "Les toiles pourraient être une nouvelle source d'inspiration musicale très différente de l'expérience humaine habituelle, " dit-il. De plus, en faisant l'expérience d'une toile à travers l'audition ainsi que la vision, Buehler et ses collègues du Massachusetts Institute of Technology (MIT), avec le collaborateur Tomás Saraceno au Studio Tomás Saraceno, espérait acquérir de nouvelles connaissances sur l'architecture 3D et la construction de sites Web.

Avec ces objectifs à l'esprit, les chercheurs ont scanné une toile d'araignée naturelle avec un laser pour capturer des coupes transversales 2D, puis ont utilisé des algorithmes informatiques pour reconstruire le réseau 3D de la toile. L'équipe a attribué différentes fréquences de son aux brins de la toile, créant des « notes » qu'ils ont combinées dans des motifs basés sur la structure 3D du Web pour générer des mélodies. Les chercheurs ont ensuite créé un instrument ressemblant à une harpe et joué la musique de la toile d'araignée dans plusieurs performances live à travers le monde.

L'équipe a également créé une configuration de réalité virtuelle qui a permis aux gens de « entrer » visuellement et de manière audible sur le Web. "L'environnement de réalité virtuelle est vraiment intrigant parce que vos oreilles vont capter des caractéristiques structurelles que vous pourriez voir mais pas immédiatement reconnaître, " dit Buehler. " En l'entendant et en le voyant en même temps, vous pouvez vraiment commencer à comprendre l'environnement dans lequel vit l'araignée."

Pour mieux comprendre comment les araignées construisent des toiles, les chercheurs ont scanné une toile pendant le processus de construction, transformer chaque étape en musique avec des sons différents. "Les sons que notre instrument semblable à une harpe fait changer au cours du processus, reflétant la façon dont l'araignée construit la toile, " Buehler dit. "Alors, nous pouvons explorer la séquence temporelle de la construction de la toile sous une forme audible. » Cette connaissance étape par étape de la façon dont une araignée construit une toile pourrait aider à concevoir des imprimantes 3D « imitant une araignée » qui construisent une microélectronique complexe. « La la façon dont l'araignée "imprime" la toile est remarquable car aucun matériau de support n'est utilisé, comme cela est souvent nécessaire dans les méthodes d'impression 3D actuelles, " il dit.

Dans d'autres expériences, les chercheurs ont exploré comment le son d'une toile change lorsqu'elle est exposée à différentes forces mécaniques, comme les étirements. "Dans l'environnement de réalité virtuelle, nous pouvons commencer à séparer la toile, et quand on fait ça, la tension des cordes et le son qu'elles produisent changent. A un moment donné, les brins se cassent, et ils font un bruit sec, " dit Buehler.

L'équipe souhaite également apprendre à communiquer avec les araignées dans leur propre langue. Ils ont enregistré les vibrations de la toile produites lorsque les araignées effectuaient différentes activités, comme la construction d'un site Web, communiquer avec d'autres araignées ou envoyer des signaux de parade nuptiale. Bien que les fréquences semblaient similaires à celles de l'oreille humaine, un algorithme d'apprentissage automatique a correctement classé les sons dans les différentes activités. "Maintenant, nous essayons de générer des signaux synthétiques pour parler essentiellement le langage de l'araignée, " Buehler dit. "Si nous les exposons à certains modèles de rythmes ou de vibrations, pouvons-nous affecter ce qu'ils font, et pouvons-nous commencer à communiquer avec eux ? Ce sont des idées vraiment excitantes."