クモの巣を音楽に変換する研究が登場、3Dプリンターへの応用やクモとのコミュニケーションも可能になると研究者

クモは、虫や小動物が巣にかかった時に糸から伝わる震動で獲物を察知するほか、耳の代わりに細かな毛で音を聞くことも可能です。そんなクモの巣をスキャンして音楽に変換し、その3次元構造や営巣プロセスを理解することで、クモの巣の秘密を工学の分野や異種族間コミュニケーションに役立てる試みが発表されました。

Making music from spider webs | EurekAlert! Science News
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-04/acs-mmf032221.php

Making music from spider webs
https://phys.org/news/2021-04-music-spider-webs.html

Scientists Turned Spiderwebs Into Music, And It's Hauntingly Beautiful
https://www.vice.com/en/article/v7e43y/scientists-turned-spiderwebs-into-music-and-its-hauntingly-beautiful

アメリカ化学会が2021年4月5日～30日にかけて開催しているACS Spring 2021では、幅広い分野の科学的なトピックをテーマにした、合計で約9000ものプレゼンテーションが予定されています。マサチューセッツ工科大学の材料工学者であるマーカス・ビューラー氏が4月12日に発表した、「クモの巣をスキャンして音楽に変換する研究」もその1つ。ビューラー氏は研究のきっかけについて、「クモの巣の構造は、どこかハープのような弦楽器を思わせます。そこで、クモの糸を弦に見たてて物理モデル化したら、どんな音楽を奏でられるのか興味が湧きました」と説明しています。

クモの巣をモデル化するにあたり、ビューラー氏らの研究チームはまず熱帯に生息するオワレスズミグモを長方形のケースに入れて営巣させてから、その巣をレーザーでスキャンして巣の断面図を作成しました。そして、断面図を重ねて3次元のモデルを作り、糸の長さや糸の結び方に音の周波数を割り当てて、巣の構造に基づいた音のパターンを作成しました。

こうして、ビューラー氏がクモの巣から作った音楽が以下。ムービーを再生すると、巣の断面図の構造を音符とし、3次元方向の構造を時間軸、つまり楽譜の進行に見たてて作った旋律を聞くことができます。

Spider web sonification: Less busy music, sonification of the porous web along y-axis - YouTube


ビューラー氏はこの音楽について、「慣れない人の耳には不協和音にしか聞こえないと思いますが、クモの巣に慣れると不思議と親しみが湧いてきて、こっちの方が自然に聞こえるようになります。ちょうど、コンサートに行った帰りにカーステレオで音楽を聞くと、なんだか変な音に聞こえてしまうようなものです」とコメントしました。

この研究のように、複雑な事柄を音感で理解できるようにする試みは、データを分かりやすいグラフにするビジュアライゼーション(可視化)になぞらえてソニフィケーション(可聴化)と呼ばれています。ビューラー氏は、クモが音や振動を頼りに周囲を認識していることから、「クモの巣の構造をデータ化するにあたってはソニフィケーションが最適な選択肢でした」と述べました。

ビューラー氏らはまた、クモの巣の構造をVR技術で再現し、「クモの巣をソニフィケーションした音楽をクモ視点で聞くとどうなるか」を体感できるシステムも開発しました。

Spider web sonification: Virtual Reality (VR) explorations - YouTube


クモの巣をモデル化すると、単に不思議な音楽が作れるだけでなく、工学の分野でも応用できるとビューラー氏は考えています。「クモの巣がどのようにして作られていくか、その時間的な順序を音で理解することで、クモの巣を参考にした3Dプリンターが開発できるかもしれません。3Dプリンターで物をプリントする時は、造形物を支えるサポート材が必要になりますが、クモはサポート材を使わずとも立体的な巣をプリントすることが可能だからです」とビューラー氏は説明しました。

ビューラー氏らの研究チームは目下、クモが巣作りや求愛ダンス、クモ同士のコミュニケーションの際などに発する音を記録し、機械学習アルゴリズムを用いて分類する研究に着手しています。ビューラー氏は次の目標について「あるパターンのリズムや振動をクモに与えれば、クモの行動に影響を与えたり、クモとコミュニケーションしたりできるのではないかと考えています。これはとてもワクワクするアイデアです」と話しました。