Elowan ist eine Cyborg-Pflanze, die sich dem Licht entgegen bewegen kann

Es lässt sich kaum sagen, was die Zukunft für die Technologie bereithält. Fliegende Autos, die einst als eine Selbstverständlichkeit des 20. Jahrhunderts galten, haben es kaum geschafft, in die Luft zu fliegen. Facebook, einst ein Instrument zur Bewertung von Hochschulabsolventen, ist zu einer der größten Bedrohungen für die Demokratie geworden. Und wer außer Jeff Bezos hätte gedacht, dass der Online-Buchverkauf 150 Milliarden US-Dollar erreichen könnte?

Es klingt also gar nicht so verrückt, wenn Harpreet Sareen, Designerin am Massachusetts Institute of Technology Media Lab, sagt, unsere Städte könnten eines Tages voller Pflanzen-Roboter-Hybriden sein. Wie ein moderner Dr. Frankenstein – oder, äh, Plantenstein? — seine Vision ist es, Pflanzen ein neues Leben zu geben.

Eingeben Elowan, eine kybernetische Pflanze, die diesen Monat von Sareen und seinem Team enthüllt wurde. Der Pflanzen-Roboter-Hybrid ist mit einigen Drähten und Silberelektroden verbunden und reagiert auf den Lichtbedarf der Pflanze. Wenn Licht auf ihre Blätter scheint, löst die Pflanze bioelektrochemische Signale aus, die die Elektroden erkennen und an den darunter liegenden Radroboter weiterleiten. Anschließend bewegt sich der Roboter auf das Licht zu.

Elowan ist mehr als nur eine Pflanze auf Rädern. Sareen und seine Kollegen behaupten, ihr Projekt sei ein Beispiel für teils organische, teils künstliche Einheiten, die in Zukunft häufiger vorkommen könnten. Viele der Funktionen, die wir in der Elektronik finden – zum Beispiel die Fähigkeit, die Umgebung zu erfassen und Daten anzuzeigen – existierten zuerst in der Natur. Und in der Natur sind sie oft effizienter und widerstandsfähiger und weniger anfällig für Abnutzung und Umweltschäden. Durch die Identifizierung und Interpretation der Funktionsweise von Pflanzen hoffen die Forscher, sie in Biohybride umzuwandeln, die ihre technologische Umgebung antreiben, überwachen und mit ihr konvergieren.

Dies ist nicht die erste Pflanzen-Roboter-Partnerschaft, die wir kennengelernt haben. Vincross-CEO Sun Tianqi gegründet ein Roboter, der die Aufgabe hat, eine Sukkulente am Leben zu erhalten durch Überwachung seiner Umgebung. Aber Elowan könnte der interessanteste sein. Durch die direkte Verbindung der Anlage mit der Maschine geht die Partnerschaft noch einen Schritt weiter.

Wir haben mit Sareen über sein Projekt und seine Vision einer Welt kybernetischer Pflanzen gesprochen. Dieses Interview wurde aus Gründen der Klarheit bearbeitet und gekürzt.

Digitale Trends: Was hat Sie ursprünglich dazu motiviert, eine Cyborg-Anlage zu bauen?

Harpreet Sareen: Ich interessiere mich für zwei Aspekte der Naturforschung. Zum einen untersuchen wir die Fähigkeiten der Natur, um unsere zukünftigen neuen Interaktionsgeräte anzutreiben. Im Moment bauen wir alles aus der künstlichen Welt heraus. Es ist eine sehr industrielle Denkweise. Wir gestalten alles von Grund auf künstlich.

Bei meiner Forschung habe ich viele Fähigkeiten entdeckt, die wir in der natürlichen Welt nutzen können. Beispielsweise verfügen Pflanzen in ihrem Inneren tatsächlich über elektrische Signale, die künstlichen Schaltkreisen ähneln. Das hat mich dazu inspiriert, über neue Möglichkeiten nachzudenken. Deshalb wollte ich zeigen, wie es wäre, wenn die Pflanze beweglich wäre oder wie ein Mensch gehen könnte, aber von der Pflanze selbst angetrieben werden könnte.

Wie kann man die elektrischen Signale der Pflanze in Bewegung umsetzen?

Pflanzen reagieren auf viele Umweltfaktoren. Pflanzen versuchen beispielsweise morgens, sich an der Sonne im Osten zu orientieren. Da die Sonne den ganzen Tag über weiter wandert, orientieren sie sich immer mehr, um maximales Sonnenlicht zu erhalten. Sie reagieren also auf Dinge wie Lichtverhältnisse, Schwerkraftveränderungen, Verunreinigungen im Boden und Insekten, die versuchen, ihre Blätter zu fressen. In diesem Fall versucht die Pflanze intern, mit ihren anderen Organen zu kommunizieren. Diese Kommunikation ist ein elektrisches Signal. Es handelt sich tatsächlich um ein bioelektrochemisches Signal.

Mit Elowan habe ich Schaltkreise an der Pflanze angebracht, um diese Signale zu lesen, und konnte sie lesen, indem ich die Pflanze einfach berührte oder ihre Umgebung veränderte. Ich entdeckte, dass seine Signale wirklich klar waren, als ich die Lichtverhältnisse änderte. Für diesen Roboter habe ich Lampen in beide Richtungen aufgestellt, die ich ein- und ausschalte. Während des Übergangs wird das Signal erzeugt und dieses Signal wird an den Roboter weitergeleitet, um ihn zu veranlassen, sich nach links und rechts zu bewegen.

Ihre Idee besteht dann darin, die eingebaute Physiologie der Pflanze als eine Art natürliches Kreislaufsystem zu nutzen. Und Sie möchten künstliche Schaltkreise durch natürliche ersetzen.

Auf einer breiteren Ebene habe ich versucht, das hier zu kommunizieren. Als Interaktionsdesigner konzentriere ich mich jedoch darauf, wie Interaktionen [zwischen Menschen und Maschinen] derzeit funktionieren.

Wenn wir digitale Geräte nutzen, passieren zwei Dinge: Erfassen und Anzeigen. Wenn wir vor einem Computer sitzen, versucht der Computer fast zu erkennen, was ich tun möchte, und versucht, darauf basierend eine Ausgabe bereitzustellen. Dann gibt es noch Displays, die sich als Schnittstellen herausstellen, die wir in der digitalen Welt sehen. Wir erschaffen diese künstlichen elektronischen Geräte zum Erfassen und Anzeigen, aber Pflanzen verfügen bereits über solche Fähigkeiten.

Pflanzen sind energieautark, regenerieren sich selbst und produzieren sich selbst. Sie bewegen sich und ändern ihre Farbe. Blätter öffnen und schließen sich und wachsen. Sie können als Inspiration für unsere Elektronik dienen. Pflanzen sind möglicherweise die beste Art von Elektronik, die wir bereits in der Umwelt haben, Dinge, die wir nur künstlich herstellen können. Da wir sie nicht nachbilden konnten, warum nicht einfach die Designs an die Natur anpassen? Ich denke, die Zukunft des Interaktionsdesigns wird darin bestehen, Schnittstellen in die Natur selbst zu integrieren.

Welche expliziten Vorteile sehen Sie darin, ein Hybridgerät gegenüber ausschließlich synthetischen Geräten zu haben?

Nun, dieser Prozess der Hybridisierung mit der Natur wäre ein Paradigmenwechsel, der uns dazu bringen würde, darüber nachzudenken, wie wir zukünftige Geräte entwerfen. Pflanzen nehmen beispielsweise kontinuierlich Wasser auf, wie kleine Motoren in der Umwelt. Pflanzen öffnen und schließen sich und wirken wie ein Display. Wenn wir uns diese Fähigkeiten ansehen, können wir beginnen, einige davon zu nutzen und sie mit elektronischen Funktionalitäten zu verwandeln, sodass wir die Dinge nicht wirklich von Grund auf entwerfen müssen.

Der zweite Vorteil besteht darin, dass wir im Zeitalter von IoT und intelligenten Umgebungen dazu neigen, Sensoren einzusetzen überall, aber es wird nicht möglich sein, alles effizient in dem Maßstab zu bauen, den wir anstreben die Zukunft. Und wenn wir alles künstlich gestalten, könnten wir Dinge in die Umwelt bringen, die auch die Umwelt zerstören, weil sie alle aus Silizium oder Mental bestehen. Wie skalieren wir also? Pflanzen könnten uns bei der Beantwortung dieser Frage helfen.

Meiner Meinung nach können wir versuchen, mit der Natur in Einklang zu kommen, wenn wir uns an diesen natürlichen Fähigkeiten ausrichten. Ich nenne das konvergentes Design. Derzeit sind unsere Umweltinitiativen immer auf dem Rückzug. Wir sagen: „Okay, jetzt, wo wir diesen Teil der Umwelt zerstört haben, wie können wir ihn jetzt reparieren?“ Durch die Hybridisierung mit der Natur und die Schaffung von Cyborgs werden wir in unseren Bemühungen nicht passiv bleiben. Wir können aktiv sein und unsere technologische Entwicklung an der Natur selbst ausrichten.

Welche Art von Geräten und Infrastrukturdesigns stellen Sie sich für diese hybride Zukunft vor?

Mein aktuelles Projekt heißt Cyborg Botany. Derzeit nutzen wir Pflanzen hauptsächlich als Nahrungspflanzen, aber in einigen asiatischen Kulturen werden Pflanzen auch als Brücken verwendet. Sie reichen von einem Flussufer zum anderen und dienen als selbstwachsende Brücke. Das ist eine Anwendung, bei der Sie sich vorstellen können, Architektur aus einem Baum zu erstellen. Oder denken Sie an den natürlichen Motor, den ich erwähnt habe. Pflanzen könnten zu Überwachungsplattformen werden, auf denen sie die Wasserqualität, Toxizität oder Verschmutzung überwachen könnten, und dann müssen wir keine künstlichen Sensoren einsetzen.

Andere Anwendungen könnten sich mit der digitalen Welt verbinden. Ich arbeite gerade an einer Pflanze, die per Software gesteuert werden kann, also klickt man auf die Blätter der Pflanze und die Blätter schließen sich. Dadurch entsteht eine Art bidirektionale Kommunikation zwischen Anlage und Computer. Das Blatt wirkt wie ein Display.

Als lebende Organismen haben Pflanzen ihr eigenes Interesse und befolgen nicht immer die Regeln, die wir ihnen auferlegen. Beispielsweise wachsen Baumwurzeln durch Beton oder Büsche wachsen in Dachrinnen. Sie könnten also tatsächlich schwieriger zu pflegen sein als künstliche Geräte. Vor welchen Herausforderungen stehen Sie bei Cyborg-Pflanzen, die bei synthetischen Geräten nicht der Fall wären?

Es gibt zwei Prinzipien, die ich in diesem Projekt habe, die die Dinge schwierig machen können. Zum einen darf die Pflanze nicht geschädigt werden, zum anderen darf die Umwelt nicht geschädigt werden. Wenn ich beispielsweise etwas in der Pflanze anbaue oder etwas in der Umwelt tue, sollte es einem Tier, das vorbeikommt und es frisst, nicht schaden.

Es kann auch schwierig sein, Fähigkeiten zu studieren und zu interpretieren, was sie bedeuten. Wenn ich die elektrischen Signale der Pflanze abhöre, muss ich erkennen können, dass ein Signal durch das Einschalten des Lichts und ein anderes durch das Einbringen von etwas in die Erde ausgelöst wurde. Basierend auf diesen diskreten Interpretationen kann ich ein Anlagensystem wirklich untersuchen und herausfinden, ob dies die richtige Art von System für meine Anwendung ist.

Sie legen offensichtlich Wert auf Pflanzen. Ich frage mich, ob Sie glauben, dass Pflanzen Entscheidungsfreiheit haben und ob sie Freude und Schmerz empfinden können?

Es ist sehr wichtig zu erwähnen, dass Pflanzen im Gegensatz zum Menschen keine Nerven haben. Pflanzen haben keine Emotionen, aber sie haben evolutionäre Signale. Sie sind gewissermaßen Systeme. Ich versuche, diese evolutionären Signale zu interpretieren, aber es sind keine emotionalen Signale. Es sind lediglich Reaktionen auf die Umwelt. Aber am Ende des Tages sind sie immer noch lebende Systeme. Durch Elowan verstärke ich das, was die Pflanze bereits tun möchte.

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