Et edderkoppesilke-lydsystem:Webs matcher akustisk partikelhastighed til lyddetektering over lange afstande

Den bedste mikrofon i verden har måske en uventet kilde:edderkoppesilke. Edderkopper væver spind for at fange deres insektsnacks, men de klæbrige tråde hjælper også edderkopper med at høre.

I modsætning til menneskelige trommehinder og konventionelle mikrofoner, der registrerer lydtrykbølger, reagerer edderkoppesilke på ændringer i luftpartiklernes hastigheder, når de presses omkring af et lydfelt. Denne metode til registrering af lydhastighed er fortsat stort set underudforsket sammenlignet med trykregistrering, men den rummer et stort potentiale for højfølsom lyddetektion over lange afstande.

Forskere fra Binghamton University undersøgte, hvordan edderkopper lytter til deres omgivelser gennem spind. De fandt, at vævene matchede den akustiske partikelhastighed for en lang række lydfrekvenser. Ronald Miles præsenterede deres arbejde den 16. maj ved et fælles møde mellem Acoustical Society of America og Canadian Acoustical Association, der blev afholdt den 13.-17. maj i Shaw Center i centrum af Ottawa, Ontario, Canada.

"De fleste insekter, der kan høre lyd, bruger fine hår eller deres antenner, som ikke reagerer på lydtryk," sagde Miles, professor i maskinteknik.

"I stedet reagerer disse tynde strukturer på luftens bevægelse i et lydfelt. Jeg spekulerede på, hvordan man lavede en konstrueret enhed, der også ville være i stand til at reagere på lyddrevet luftstrøm. Vi prøvede forskellige menneskeskabte fibre, der var meget tynde , men de var også meget skrøbelige og svære at arbejde med. Så gik Dr. Jian Zhou i vores naturreservat på campus og så et edderkoppespind, der blæste i vinden. P>

Før de byggede en sådan enhed, skulle holdet bevise, at edderkoppespind virkelig reagerede på lyddrevet luftstrøm. For at teste denne hypotese åbnede de simpelthen deres laboratorievinduer for at observere Larinioides sclopetarius eller broedderkopper, der kalder vindueskarmene hjem. De afspillede lyd fra 1 Hz til 50 kHz for edderkopperne og målte edderkoppens silkebevægelse med et laservibrometer.

De fandt ud af, at silkens lydinducerede hastighed var den samme som partiklerne i luften omkring den, hvilket bekræfter den mekanisme, som disse edderkopper bruger til at opdage deres bytte.

"Fordi edderkoppesilke selvfølgelig er skabt af edderkopper, er det ikke praktisk at inkorporere det i de milliarder af mikrofoner, der laves hvert år," sagde Miles. "Det lærer os dog meget om, hvilke mekaniske egenskaber der er ønskelige i en mikrofon og kan inspirere til helt nye designs."

Flere oplysninger: Teknisk program:https://eppro02.ativ.me/src/EventPilot/php/express/web/planner.php?id=ASASPRING24

Leveret af Acoustical Society of America