Elowan je kyborgská rostlina, která se může pohybovat směrem ke světlu

Málo napoví, jaká bude budoucnost technologií. Létající auta, kdysi považovaná za jistotu 20. století, se sotva dostala ze země. Facebook, kdysi nástroj pro hodnocení vysokoškolských spolupracovníků, se stal jednou z největších hrozeb demokracie. A kdo jiný než Jeff Bezos by si myslel, že online prodej knih se může změnit na 150 miliard dolarů?

Takže to nezní tak šíleně, když Harpreet Sareen, designérka z Massachusetts Institute of Technology Media Lab, říká, že naše města mohou být jednoho dne plná hybridů rostlin a robotů. Jako moderní doktor Frankenstein – nebo, uh, Plantenstein? — jeho vizí je dát rostlinám nový druh života.

Vstupte Elowan, kybernetický závod, který tento měsíc představil Sareen a jeho tým. Připoutaný několika dráty a stříbrnými elektrodami se hybrid rostlina-robot pohybuje v reakci na světelné požadavky rostliny. Když na její listy svítí světlo, rostlina vyvolává bioelektrochemické signály, které elektrody detekují a přenášejí na kolového robota pod ním. Robot se poté pohybuje směrem ke světlu.

Elowan je víc než jen rostlina na kolech. Sareen a jeho kolegové tvrdí, že jejich projekt je příkladem částečně organických a částečně umělých entit, které se mohou v budoucnu stát běžnějšími. Mnohé z funkcí, které najdeme v elektronice – například schopnost vnímat okolí a zobrazovat data – existovaly nejprve v přírodě. A v přírodě jsou často účinnější a odolnější, méně náchylné k opotřebení, roztržení a poškození životního prostředí. Vědci doufají, že identifikací a interpretací toho, jak rostliny fungují, je promění v biohybridy, které pohánějí, monitorují a sbližují se s jejich technologickým okolím.

Toto není první partnerství rostlina-robot, se kterým jsme se setkali. Vytvořil výkonný ředitel společnosti Vincross Sun Tianqi robot, jehož úkolem je udržet sukulent naživu sledováním svého okolí. Ale Elowan může být nejzajímavější. Posouvá partnerství o krok dále přímým propojením závodu se strojem.

Mluvili jsme se Sareen o jeho projektu a jeho vizi světa kybernetických rostlin. Tento rozhovor byl pro přehlednost upraven a zhuštěn.

Digitální trendy: Co vás jako první motivovalo k vybudování kyborgské elektrárny?

Harpreet Sareen: Zajímaly mě dva aspekty výzkumu přírody. Jedním z nich je způsob, jakým studujeme schopnosti v přírodě pohánět naše budoucí nová interakční zařízení. Právě teď vše stavíme z umělého světa. Je to velmi industriální způsob myšlení. Vše navrhujeme uměle od základu.

Ve svém výzkumu jsem našel mnoho schopností, které můžeme využít v přírodním světě. Například rostliny v sobě skutečně mají elektrické signály, které jsou podobné umělým obvodům. To mě inspirovalo k přemýšlení o nových schopnostech. Chtěl jsem tedy ukázat, jaké by to bylo, kdyby rostlina byla pohyblivá nebo mohla chodit jako člověk, ale mohla by být poháněna samotnou rostlinou.

Jak jste schopni převést elektrické signály rostliny do pohybu?

Rostliny reagují na mnoho faktorů prostředí. Ráno se například rostliny snaží orientovat směrem ke slunci na východ. Jak se slunce přes den pohybuje, přeorientují se více, aby získali maximum slunečního světla. Takže reagují na věci, jako jsou světelné podmínky, změny gravitace, nečistoty v půdě a hmyz, který se snaží jíst jejich listy. Když k tomu dojde, rostlina se vnitřně snaží komunikovat se svými ostatními orgány. Tou komunikací je elektrický signál. Je to vlastně bioelektrochemický signál.

S Elowanem jsem na elektrárnu umístil obvody pro čtení těchto signálů a byl jsem schopen je přečíst pouhým dotykem elektrárny nebo změnou jejího prostředí. Zjistil jsem, že jeho signály jsou opravdu jasné, když jsem změnil jeho světelné podmínky. U tohoto robota mám v obou směrech nastavené lampy, které zapínám a vypínám. Během přechodu je generován signál a tento signál putuje k robotovi, aby spustil pohyb robota doleva a doprava.

Vaší myšlenkou je pak využít vestavěnou fyziologii rostliny jako jakýsi systém přirozeného okruhu. A chcete nahradit umělé obvody přírodními.

Na širší úrovni jsem se zde snažil sdělit to. Ale jako návrhář interakcí se soustředím na to, jak interakce [mezi lidmi a stroji] právě teď fungují.

Když používáme digitální zařízení, stávají se dvě věci – snímání a zobrazování. Když sedíme před počítačem, počítač se téměř snaží vycítit, co chci udělat, a na základě toho se snaží poskytnout výstup. Pak je tu displej, který vychází jako rozhraní, která vidíme v digitálním světě. Vytváříme tato umělá elektronická zařízení pro snímání a zobrazování, ale rostliny už takové schopnosti mají.

Rostliny jsou samonapájecí, samoregenerační a samy se vyrábějí. Pohybují se a mění barvu. Listy se otevírají a zavírají a rostou. Mohou sloužit jako inspirace pro naši elektroniku. Rostliny mohou být tím nejlepším druhem elektroniky, který už v životním prostředí máme, věci, které se můžeme snažit vytvořit pouze uměle. Protože jsme je nedokázali znovu vytvořit, proč jednoduše nesladit návrhy s přírodou? Myslím, že budoucnost interakčního designu vloží rozhraní do samotné přírody.

Jaké jsou některé z výslovných výhod, které vidíte z toho, že máte hybridní zařízení spíše než výhradně syntetická?

Tento proces hybridizace s přírodou by byl změnou paradigmatu, která by nás vedla k zamyšlení nad tím, jak navrhujeme budoucí zařízení. Například rostliny nepřetržitě absorbují vodu jako malé motory v prostředí. Rostliny se otevírají a zavírají a fungují jako displej. Pokud se podíváme na tyto možnosti, můžeme některé z nich začít používat a přeměnit je na elektronické funkce, takže nemusíme věci skutečně navrhovat od základů.

Druhou výhodou je, že v éře IOT a chytrých prostředí máme tendenci dávat senzory všude, ale nebude možné postavit vše efektivně v rozsahu, o kterém uvažujeme budoucnost. A pokud vše navrhneme uměle, mohli bychom do prostředí dát věci, které také ničí životní prostředí, protože jsou všechny vyrobeny z křemíku nebo mentální. Jak se tedy zvětšíme? Na tuto otázku nám mohou pomoci odpovědět rostliny.

Jak to vidím já, pokud se přizpůsobíme těmto přirozeným schopnostem, můžeme se pokusit být s přírodou konvergentní. Tomu říkám konvergentní design. Právě teď jsou naše ekologické iniciativy vždy na zadní noze. Říkáme: "Dobře, teď, když jsme zničili tuto část prostředí, jak to teď napravíme?" Hybridizací s přírodou a vytvářením kyborgů nebudeme ve svém úsilí pasivní. Můžeme být aktivní a sladit svůj technologický vývoj se samotnou přírodou.

Jaký druh zařízení a návrhů infrastruktury si představujete pro tuto hybridní budoucnost?

Můj současný projekt se jmenuje Cyborg Botany. Právě teď používáme rostliny hlavně jako potravinářské plodiny, ale rostliny v některých asijských kulturách se používají také jako věci jako mosty. Přecházejí z jedné strany řeky na druhou a používají se jako samorostoucí most. To je jedna aplikace, kde si můžete myslet na vytvoření architektury ze stromu. Nebo si vzpomeňte na přirozený motor, který jsem zmínil. Rostliny by se mohly stát monitorovacími platformami, kde by mohly monitorovat kvalitu vody, toxicitu nebo znečištění, a pak nemusíme nasazovat umělé senzory.

Další aplikace by se mohly připojit k digitálnímu světu. Momentálně pracuji na rostlině, kterou lze ovládat pomocí softwaru, takže kliknete na listy rostliny a listy se zavřou. To se stává jakousi obousměrnou komunikací mezi závodem a počítačem. List působí jako displej.

Jako živé organismy mají rostliny svůj vlastní zájem a ne vždy dodržují pravidla, která jsme jim stanovili. Například kořeny stromů prorůstají betonem nebo keře rostou v okapech. Péče o ně tedy může být ve skutečnosti obtížnější než o zařízení vyrobená člověkem. Jakým výzvám čelíte u kyborgů, kterým byste nečelili se syntetickými zařízeními?

V tomto projektu mám dvě zásady, které mohou věci zkomplikovat. Jedním z nich je, že rostlina by neměla být poškozena, a druhá je, že by nemělo být poškozeno životní prostředí. Pokud například něco pěstuji uvnitř rostliny nebo pokud něco dělám v prostředí, nemělo by to ublížit zvířeti, které by mohlo přijít a sežrat to.

Může být také náročné studovat schopnosti a interpretovat, co znamenají. Když poslouchám elektrické signály rostliny, musím být schopen říct, že jeden signál se stal, protože se rozsvítilo světlo, a další signál, protože jsem něco dal do půdy. Na základě těchto diskrétních interpretací jsem schopen skutečně studovat rostlinný systém a zjistit, zda je to ten správný typ systému pro mou aplikaci.

Zjevně si vážíte rostlin. Zajímalo by mě, jestli si myslíte, že rostliny mají svobodu jednání a jestli dokážou cítit potěšení a bolest?

Je velmi důležité zmínit, že rostliny nemají nervy jako lidé. Rostliny nemají emoce, ale mají evoluční signály. Jsou to systémy na určité úrovni. Snažím se interpretovat tyto evoluční signály, ale nejsou to emocionální signály. Jsou to jen reakce na okolí. Ale na konci dne jsou to stále živé systémy. Prostřednictvím Elowana umocňuji věc, kterou rostlina již chce udělat.

Doporučení redakce

• Seznamte se s umělcem z MIT, který staví s houbami a maluje pomocí rojů dronů
• Climeworks chce vyčistit atmosféru flotilou vysavačů velikosti budovy
• Žijeme v simulaci? Tento vědec z MIT říká, že je to pravděpodobnější než ne