Elowan er en cyborgplante, der kan bevæge sig mod lyset

Elowan: En plante-robothybrid

Der er lidt at sige, hvad fremtiden bringer for teknologi. Flyvende biler, der engang ansås for at være en sikkerhed fra det 20. århundrede, har knap nået det fra jorden. Facebook, der engang var et værktøj til at vurdere college-medarbejdere, er blevet en af ​​demokratiets største trusler. Og hvem andre end Jeff Bezos ville have troet, at online bogsalg kunne blive til 150 milliarder dollars?

Så det lyder ikke så tosset, når Harpreet Sareen, en designer i Massachusetts Institute of Technology Media Lab, siger, at vores byer en dag kan være frodige med plante-robot-hybrider. Som en moderne Dr. Frankenstein - eller øh, Plantenstein? — hans vision er at give planter et nyt liv.

harpeet sareen plante
Harpreet Sareen

Gå ind Elowan, en cybernetisk plante afsløret denne måned af Sareen og hans team. Bundet af nogle få ledninger og sølvelektroder bevæger plante-robothybriden sig som reaktion på plantens lysbehov. Når lyset skinner på dens blade, fremkalder planten bioelektrokemiske signaler, som elektroderne registrerer og sender til den hjulgående robot nedenfor. Robotten bevæger sig derefter mod lyset.

Elowan er mere end bare en plante på hjul. Sareen og hans kolleger hævder, at deres projekt er et eksempel på delvist organiske, delvist kunstige enheder, der kan blive mere almindelige i fremtiden. Mange af de funktioner, vi finder i elektronik - for eksempel evnen til at sanse omgivelser og vise data - eksisterede først i naturen. Og de er ofte mere effektive og modstandsdygtige i den naturlige verden, mindre tilbøjelige til at blive slidt, og skader på miljøet. Ved at identificere og fortolke, hvordan planter fungerer, håber forskerne at gøre dem til biohybrider, der driver, overvåger og konvergerer med deres teknologiske omgivelser.

Dette er ikke det første plante-robot-partnerskab, vi er stødt på. Vincross CEO Sun Tianqi oprettet en robot, der har til opgave at holde en sukkulent i live ved at overvåge dens omgivelser. Men Elowan er måske den mest interessante. Det tager partnerskabet et skridt videre ved at forbinde anlægget direkte med maskinen.

Vi talte med Sareen om hans projekt og hans vision for en verden af ​​kybernetiske planter. Dette interview er blevet redigeret og komprimeret for klarhedens skyld.

Digitale trends: Hvad motiverede dig først til at bygge en cyborg-fabrik?

Harpreet Sareen: Jeg har interesseret mig for to aspekter af forskning omkring natur. Den ene er, hvordan vi studerer evner i naturen til at drive vores fremtidige nye interaktionsenheder. Lige nu bygger vi alt ud af den kunstige verden. Det er en meget industriel måde at tænke på. Vi designer alt kunstigt fra bunden.

"Jeg ville vise, hvordan det ville være, hvis planter kunne gå som et menneske."

I min forskning har jeg fundet mange muligheder, vi kan bruge i den naturlige verden. For eksempel har planter faktisk elektriske signaler inde i dem, der ligner kunstige kredsløb. Det inspirerede mig til at tænke på nye muligheder. Så jeg ville vise, hvordan det ville være, hvis planten havde mobilitet eller kunne gå som et menneske, men kunne blive drevet af planten selv.

Hvordan er du i stand til at omsætte anlæggets elektriske signaler til bevægelse?

Planter reagerer på en masse miljøfaktorer. Om morgenen forsøger planter for eksempel at orientere sig mod solen mod øst. Da solen bliver ved med at bevæge sig i løbet af dagen, orienterer de sig mere for at få maksimalt sollys. Så de reagerer på ting som lysforhold, tyngdekraftsændringer, urenheder i jorden og insekter, der forsøger at spise deres blade. Når det sker, forsøger planten internt at kommunikere med sine andre organer. Den kommunikation er et elektrisk signal. Det er faktisk et bioelektrokemisk signal.

Mimosaplanten reagerer på lys ved at åbne eller lukke dens bladeElbert Tiao

Med Elowan placerede jeg kredsløb på anlægget for at læse disse signaler, og jeg var i stand til at læse dem ved blot at røre ved planten eller ændre dens omgivelser. Jeg opdagede, at dens signaler var virkelig klare, da jeg ændrede dens lysforhold. Til denne robot har jeg lamper sat op i begge retninger, som jeg tænder og slukker. Under overgangen produceres signalet, og det signal går til robotten for at udløse robotten til at bevæge sig til venstre og højre.

Din idé er så at bruge plantens indbyggede fysiologi som et slags naturligt kredsløbssystem. Og du vil erstatte kunstige kredsløb med naturlige.

På et bredere plan er det det, jeg har forsøgt at kommunikere her. Men som interaktionsdesigner er jeg fokuseret på, hvordan interaktioner [mellem mennesker og maskiner] fungerer lige nu.

"Planter er måske den bedste form for elektronik, vi allerede har i miljøet, ting, som vi kun kan stræbe efter at skabe kunstigt."

To ting sker, når vi bruger digitale enheder - sansning og visning. Når vi sidder foran en computer, forsøger computeren næsten at fornemme, hvad jeg vil lave, og den forsøger at give et output ud fra det. Så er der display, som kommer ud som grænseflader, som vi ser i den digitale verden. Vi skaber disse kunstige elektroniske enheder til at fornemme og vise, men planter har allerede sådanne muligheder.

Planter er selvdrevne, selvregenererende og selvfremstillede. De bevæger sig og skifter farve. Blade åbner og lukker og vokser. De kan tjene som inspiration til vores elektronik. Planter er måske den bedste form for elektronik, vi allerede har i miljøet, ting som vi kun kan stræbe efter at skabe kunstigt. Da vi ikke har været i stand til at genskabe dem, hvorfor så ikke bare tilpasse designs til naturen? Jeg tror, ​​at fremtiden for interaktionsdesign vil sætte grænseflader i naturen selv.

Hvad er nogle af de eksplicitte fordele, du ser ved at have en hybridenhed i stedet for udelukkende syntetiske?

Denne proces med at hybridisere med naturen ville være et paradigmeskift, der ville få os til at tænke over, hvordan vi designer fremtidige enheder. For eksempel absorberer planter løbende vand, som små motorer i miljøet. Planter åbner og lukker og fungerer som en skærm. Hvis vi ser på disse muligheder, kan vi begynde at bruge nogle af dem og forvandle dem med elektroniske funktionaliteter, så vi ikke skal virkelig designe ting fra bunden af.

Harpreet Sareen

Den anden fordel er, at i en tid med IOT og smarte miljøer har vi en tendens til at sætte sensorer overalt, men det vil ikke være muligt at bygge alt effektivt med den skala, vi tænker på fremtiden. Og hvis vi designer alt kunstigt, kan vi måske sætte ting ind i miljøet, som også ødelægger miljøet, fordi de alle er lavet af silicium eller mentalt. Så hvordan skalerer vi op? Planter kan måske hjælpe os med at besvare det spørgsmål.

Som jeg ser det, kan vi forsøge at være konvergent med naturen, hvis vi tilpasser os disse naturlige evner. Jeg kalder dette konvergent design. Lige nu er vores miljøtiltag altid på bagkant. Vi siger: "Okay, nu hvor vi har ødelagt denne del af miljøet, hvordan fikser vi det nu?" Ved at hybridisere med naturen og lave cyborgs vil vi ikke være passive i vores indsats. Vi kan være aktive og afstemme vores teknologiske udvikling med naturen selv.

Hvilken slags enheder og infrastrukturdesign forestiller du dig for denne hybridiserede fremtid?

Mit nuværende projekt hedder Cyborg Botany. Lige nu bruger vi planter hovedsageligt som madafgrøder, men planter i nogle asiatiske kulturer bruges også som ting som broer. De går fra den ene side af floden til den anden side, og de bruges som en selvvoksende bro. Det er en applikation, hvor du kan tænke på at skabe arkitektur ud af et træ. Eller tænk på den naturlige motor, jeg nævnte. Planter kan blive overvågningsplatforme, hvor de kan overvåge vandkvalitet, toksicitet eller forurening, og så behøver vi ikke at indsætte kunstige sensorer.

"Planter kan blive overvågningsplatforme, hvor de kan overvåge vandkvalitet, toksicitet eller forurening, og så har vi ikke en indsættelse af kunstige sensorer."

Andre applikationer kunne oprette forbindelse til den digitale verden. Jeg arbejder i øjeblikket på en plante, der kan styres med software, så du klikker på plantens blade, og bladene lukker. Det bliver en slags tovejskommunikation mellem anlæg og computer. Bladet fungerer som et display.

Som levende organismer har planter deres egen egeninteresse og følger ikke altid de regler, vi opstiller for dem. For eksempel vokser trærødder gennem beton eller buske vokser i tagrender. Så de kan faktisk være sværere at tage sig af end menneskeskabte enheder. Hvilken slags udfordringer står du over for med cyborgplanter, der ikke ville med syntetiske enheder?

Der er to principper, jeg har i dette projekt, som kan gøre tingene svære. Den ene er, at planten ikke skal tage skade, og den anden er, at miljøet ikke skal tages skade. Hvis jeg for eksempel dyrker noget inde i planten, eller hvis jeg laver noget i miljøet, skal det ikke skade et dyr, der kan komme rundt og spise det.

Det kan også være udfordrende at studere evner og fortolke, hvad de betyder. Når jeg lytter til plantens elektriske signaler, skal jeg kunne fortælle, at et signal skete, fordi lyset tændte, og et andet signal skete, fordi jeg puttede noget i jorden. Baseret på disse diskrete fortolkninger er jeg i stand til virkelig at studere et plantesystem og finde ud af, om dette er den rigtige slags system at bruge til min applikation.

Du værdsætter naturligvis planter. Jeg er spændt på, om du synes, planter har handlekraft, og om de kan føle glæde og smerte?

Det er meget vigtigt at nævne, at planter ikke har nerver, som mennesker har. Planter har ikke følelser, men de har evolutionære signaler. De er systemer på et eller andet niveau. Jeg forsøger at lave fortolkninger af disse evolutionære signaler, men de er ikke følelsesmæssige signaler. De er blot reaktioner på miljøet. Men i sidste ende er de stadig levende systemer. Gennem Elowan forstærker jeg det, planten allerede ønsker at gøre.

Redaktørernes anbefalinger

  • Mød MIT-kunstneren, der bygger med svamp og maler med sværme af droner
  • Climeworks ønsker at rense atmosfæren med en flåde af støvsugere i bygningsstørrelse
  • Lever vi i en simulation? Denne MIT-forsker siger, at det er mere sandsynligt end ikke