Các nhà khoa học "dịch" thành công mạng nhện thành nhạc và đang cố gắng giao tiếp với chúng

  •   52
  • 555

Nhờ lông tơ phủ đầy trên thân và tám chân, nhện vô cùng nhạy bén với thay đổi trong môi trường xung quanh; chúng có thể lập tức nhận ra những rung động rất nhỏ trong không khí. Khi mồi vướng vào tấm mạng, những con côn trùng xấu số càng cựa quậy mạnh thì tín hiệu "đến bữa" càng bay đến nhện nhanh chóng.

Mỗi một sợi tơ trên mạng lại có "chất giọng" của riêng mình, cho phép nhện phân biệt đâu là gió thoảng và đâu là mồi ngon. Vài năm trước, các nhà khoa học đã cố gắng dịch cấu trúc ba chiều của mạng nhện thành nhạc. Với sự trợ giúp của nghệ sĩ Tomás Saraceno, nhóm nghiên cứu biến thành công mạng nhện thành nhạc, cho ra một album có tên Spider’s Canvas.

Dựa trên những thành công này, nhóm các chuyên gia một lần nữa bắt tay vào làm nhạc. Họ tinh chỉnh lại từng giai điệu, đưa thêm sự tinh tế của con người vào cái đẹp của tự nhiên, bên cạnh đó thêm yếu tố tương tác trong môi trường thực tế ảo cho phép mọi người có thể "chạm" vào nhạc.


Tương tác với bản nhạc nhện trong môi trường thực tế ảo.

Nghiên cứu này dù không giúp đội nghiên cứu hiểu thêm về cấu trúc ba chiều của mạng nhện, nhưng lại có tiềm năng giúp ta hiểu được ngôn ngữ rung động của loài động vật nhiều chân.

"Nhện sống trong môi trường của những sợi dây rung rinh. Thị lực chúng không tốt, nên nhện phải cảm nhận môi trường qua rung động tại những tần số khác nhau", kỹ sư Markus Buehler nhận định.

Khi nghĩ tới mạng nhện, bạn có lẽ sẽ tưởng tượng ra một tờ giấy thủng lỗ chỗ bám lơ lửng giữa hai cành cây. Tuy nhiên, đa số mạng nhện trong tự nhiên không có hình dạng đơn giản vậy đâu: chúng được dựng thành mạng ba chiều.

Để khám phá cấu trúc mạng kỳ lạ này, nhóm nghiên cứu nuôi một con nhện lều nhiệt đới (pháp danh khoa học Cyrtophora citricola) trong một buồng kín hình hộp chữ nhật, chờ con nhện phủ kín phần trống bằng một mạng ba chiều. Sau đó, họ sử dụng một hàng tia laser để chiếu vào cấu trúc tự nhiên, tạo nên một hình 2D cắt ngang cấu trúc 3D của mạng nhện.

Album Spider's Canvas được trình diễn trong một buổi hòa nhạc tổ chức tại Paris.
Album Spider's Canvas được trình diễn trong một buổi hòa nhạc tổ chức tại Paris.

Sau đó, một thuật toán chuyên dụng dựng lại mô hình 3D từ hình cắt lớp có được. Để biến cấu trúc này thành nhạc, các nhà nghiên cứu xác định rõ từng sợi tơ mang tần số nào, các nốt nhạc sẽ xướng lên dựa trên hình hài của cấu trúc mạng nhện.

Họ còn quan sát cặn kẽ quá trình hình thành nên mạng nhện phức tạp và cũng biến từng bước này thành nhạc. Điều này đồng nghĩa với việc nốt nhạc thay đổi mỗi khi cấu trúc mạng xoay chuyển, và việc có được dữ liệu cụ thể tới từng bước sẽ giúp ta hiểu hơn về cách nhện xây nên "căn hộ" 3D mà không cần tới giàn giáo, từ đó có thể luận ra kỹ thuật in 3D hiệu quả hơn.

Người thưởng nhạc nhện có thể trực tiếp tương tác với âm nhạc trong môi trường VR: họ có thể chơi từng sợi tơ – từng "nốt" của bản nhạc. "Điểm thú vị của môi trường thực tế ảo là nó cho phép tai bạn nhận ra những đặc tính của cấu trúc mạng mà thông thường, bạn sẽ không nhận ra được", nhà nghiên cứu Buehler nói. "Vừa nghe và vừa nhìn, bạn sẽ mường tượng dần ra môi trường sống của một con nhện".


Một cảnh cắt ra từ show "nhạc nhện" được tổ chức tại Pháp.

Môi trường VR chân thực còn cho phép các nhà nghiên cứu tương tác với các phần khác nhau của mạng nhện, hiểu được từng phần có thể tạo nên những hiệu ứng gì. Kéo dài một sợi tơ, âm thanh sẽ thay đổi. Làm đứt một sợi tơ, các dây xung quanh sẽ bị ảnh hưởng thế nào. Đây là những bài thử giúp nhóm các nhà khoa học hiểu hơn về cấu trúc mạng.

Đặc biệt nhất, công trình này cho phép nhóm phát triển một thuật toán xác định cách thức rung của một mạng nhện, xem đâu là rung động báo hiệu mồi sập bẫy, đâu là dấu hiệu cho thấy mạng đang trong "giai đoạn thi công", và đâu là những bước chân nhẹ nhàng của một bạn tình tiềm năng. Đây là cách chúng ta học ngôn ngữ nhện, hay ít nhất, là cách nhện lều nhiệt đới giao tiếp.

"Hiện tại, chúng tôi đang cố tạo ra tín hiệu nhân tạo, để thử nói tiếng nhện xem sao", nhà nghiên cứu Buehler nói. "Nếu chúng tôi dạy cho nhện một số mẫu hình hay những rung động nhất định, liệu có thể ảnh hưởng tới hành vi của nhện, và liệu có giao tiếp được với chúng chăng? Đây đều là những ý tưởng thú vị".

Cập nhật: 20/04/2021 Theo Pháp luật và bạn đọc
  • 52
  • 555

Theo dõi cộng đồng KhoaHoc.tv trên facebook