Když do pavučiny zprudka narazí pavoučí kořist, vyvolá to úplně jinou vibraci, než jakou vytvoří například pavouk, který se snaží svést samičku, nebo lehounký vánek, jenž si s pavučinou lehce pohrává. Každé vlákno pavoučí sítě tak vytváří jiný tón.

Již před několika lety převedli vědci trojrozměrnou strukturu pavoučí sítě do hudby a ve spolupráci s argentinským konceptuálním umělcem Tomásem Saracenem vytvořili interaktivní hudební nástroj, nazvaný Pavoučí plátno. Nyní ho stejný tvůrčí a vědecký tým ještě zdokonalil a přidal k němu interaktivní doplněk virtuální reality, jenž lidem umožňuje vzájemnou reakci se sítí. Informuje o tom server Science Alert.

Pavouk žije mezi strunami

Podle výzkumného týmu realizujícího tento experiment může tato práce přispět nejenom k lepšímu porozumění trojrozměrné architektuře pavoučí sítě, ale dokonce k tomu, abychom se naučili "vibrační jazyk" pavouků.

"Pavouk žije v prostředí napjatých vibrujících strun. Příliš dobře nevidí, takže vnímá svůj svět zejména prostřednictvím vibrací, které mají různé frekvence," vysvětluje inženýr Markus Buehler z Massachusettského ústavu technologií (MIT). 

Zdroj: Youtube

Začneme-li uvažovat o pavučině, představíme si ji většinou jako pravidelný mnohoúhelník kruhového tvaru, který je plochý a rovnoměrný, s paprsčitými vlákny vybíhajícími z jednoho středu, kolem nichž pavouk splétá spirálovou síť. Snad každý někdy takovou pavučinu viděl, přičemž zvlášť romanticky vypadá za svítání v lese, když se na ní třpytí kapičky rosy.

Jenže většina pavučin vypadá ve skutečnosti jinak: jako husté trojrozměrné neprůhledné spletence, trychtýře a vrstevnaté stavby, v jejichž spleti je kdesi hluboko ukryt pavouk jako v jeskyni. 

Aby vědci prozkoumali strukturu i takových sítí, umístili tropického pavouka Cyrtophora citricola, známého tvorbou pavučin připomínajících stan, do obdélníkového výběhu a čekali, až pavouk vyplní tento prostor svým trojrozměrným "výpletem". Ten pak osvítili plošným laserem a získali 2D snímky průřezů sítí s vysokým rozlišením.

Zdroj: Youtube

Pomocí speciálně vyvinutého algoritmu pak tým spojil pořízené dvourozměrné průřezy opět do trojrozměrné architektury. Různým síťovým vláknům přitom přidělil různé zvukové frekvence. Takto generované "noty" pak přehrál podle "notové osnovy", založené na struktuře sítě.

Pavoučí architektura

Tým také skenoval pavučinu během doby, kdy ji pavouk teprve vytvářel, a převáděl do hudby každý krok tohoto procesu. Se změnou struktury sítě se tedy měnil i zvukový záznam a posluchač mohl poslouchat celý proces jejího splétání; takový záznam pavoučí práce krok za krokem má podle výzkumného týmu i vědecký význam, protože nás může poučit, jak vlastně pavouci dokáží vytvářet architekturu svých sítí bez podpůrných nástrojů, jako jsou geometrická měření a podobně - což je schopnost, kterou by lidé mohli využít například při 3D tisku.

Zdroj: Youtube

"Pavoučí plátno umožnilo divákům poslouchat hudbu vytvářenou pavoukem, ale virtuální realita, do níž mohou uživatelé vstupovat a sami si v ní přehrávat jednotlivé pramínky sítě, přináší zcela novou vrstvu zkušeností," uvedli vědci.

S tím souhlasí i Buehler, podle nějž je prostředí virtuální reality zajímavé v tom, že umožní lidskému sluchu zachytit i strukturální prvky, které sice člověk může vidět, ale nemusí je okamžitě rozpoznat. "Když to uvidíte a uslyšíte zároveň, můžete opravdu začít chápat prostředí, v němž pavouk žije," vysvětlil Buehler.

Prostředí virtuální reality s realistickou fyzikou sítě navíc pomáhá vědcům lépe prozkoumat to, jak na sebe jednotlivé části pavučiny působí a co se stane se strukturou sítě jako takovou, když se jedna její část změní - když například natáhnete jedno vlákno nebo některé přetrhnete. I díky tomu mohou lépe poznat architekturu celé pavučiny a to, proč je spletena právě tak, jak je.

Jak se mluví s pavouky

Co však fascinovalo vědce vůbec nejvíce, to byl vývoj algoritmu, jenž by identifikoval různé typy vibrace vláken a překládal je: takže by vědci věděli, jak vibruje pavučina, když v ní něco uvízne, jak pavučina, která je "ve výstavbě", nebo pavučina, po které se prochází pavouk s milostnými choutkami.

"Je to základ pro osvojení si pavoučích schopností. Snažíme se generovat syntetické signály, jejichž prostřednictvím bychom mluvili v podstatě pavoučím jazykem. Vyvolává to vzrušující představy: pokud potom vystavíme pavouky určitým vzorům rytmů nebo vibrací, ovlivníme tak jejich chování? Budeme s nimi moci komunikovat?" popisuje Buehler.

Tým představil svou práci na jarním zasedání Americké chemické společnosti. Jeho předchozí výzkum byl publikován v roce 2018 v časopise Journal of the Royal Society Interface.