Elowan on küborgi taim, mis võib liikuda valguse poole

On vähe öelda, mida tehnoloogia tulevik toob. Lendavad autod, mida kunagi peeti 20. sajandi kindluseks, on vaevu maapinnast tõusnud. Facebookist, mis kunagi oli kolledžite kaastöötajate hindamise tööriist, on saanud demokraatia üks suurimaid ohte. Ja kes peale Jeff Bezose oleks arvanud, et raamatute müük veebis võib ulatuda 150 miljardi dollarini?

Nii et see ei kõla nii hullult, kui Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi meedialabori disainer Harpreet Sareen ütleb, et meie linnad võivad kunagi olla lopsakad taime-roboti hübriididest. Nagu tänapäeva dr Frankenstein – või, uh, Plantenstein? — tema visioon on anda taimedele uutmoodi elu.

Sisenema Elowan, küberneetiline tehas, mille Sareen ja tema meeskond sel kuul avalikustasid. Mõne juhtme ja hõbeelektroodiga ühendatud taime-roboti hübriid liigub vastavalt taime valgusvajadustele. Kui lehtedele paistab valgus, kutsub taim esile bioelektrokeemilisi signaale, mille elektroodid tuvastavad ja all olevale ratastega robotile edastavad. Seejärel liigub robot valguse poole.

Elowan on midagi enamat kui lihtsalt ratastel taim. Sareen ja tema kolleegid väidavad, et nende projekt on näide osaliselt orgaanilistest, osaliselt kunstlikest üksustest, mis võivad tulevikus muutuda tavalisemaks. Paljud elektroonikas leiduvad funktsioonid – näiteks võime tajuda ümbrust ja kuvada andmeid – eksisteerisid esmakordselt looduses. Ja nad on sageli looduslikus maailmas tõhusamad ja vastupidavamad, vähem kulumis- ja keskkonnakahjustuste suhtes altid. Taimede toimimisviisi tuvastamise ja tõlgendamisega loodavad teadlased muuta need biohübriidideks, mis toidavad, jälgivad ja ühtlustuvad nende tehnoloogilise keskkonnaga.

See pole esimene taime-roboti partnerlus, millega oleme kokku puutunud. Vincrossi tegevjuht Sun Tianqi lõi robot, mille ülesandeks on hoida mahlakust elus jälgides selle ümbrust. Kuid Elowan võib olla kõige huvitavam. See viib partnerluse sammu edasi, ühendades tehase otse masinaga.

Rääkisime Sareeniga tema projektist ja visioonist küberneetiliste taimede maailmast. Seda intervjuud on selguse huvides redigeeritud ja lühendatud.

Digitaalsed suundumused: mis ajendas teid kõigepealt küborgi tehast ehitama?

Harpreet Sareen: Mind on huvitanud kaks loodusuuringute aspekti. Üks on see, kuidas me uurime looduses olevaid võimalusi oma tulevaste uute interaktsiooniseadmete toiteks. Praegu ehitame kõik tehismaailmast välja. See on väga tööstuslik mõtteviis. Kujundame kõike maast madalast kunstlikult.

Oma uurimistöös leidsin palju võimalusi, mida saame loodusmaailmas kasutada. Näiteks taimede sees on tegelikult elektrilised signaalid, mis on sarnased tehisahelatega. See inspireeris mind mõtlema uutele võimalustele. Niisiis, ma tahtsin näidata, kuidas oleks, kui taimel oleks liikuvus või ta saaks kõndida nagu inimene, kuid saaks toiteallikast ise.

Kuidas saate taime elektrilisi signaale liikumiseks muuta?

Taimed reageerivad paljudele keskkonnateguritele. Näiteks hommikuti püüavad taimed orienteeruda päikese poole ida poole. Kuna päike liigub kogu päeva, orienteeruvad nad rohkem ümber, et saada maksimaalset päikesevalgust. Seega reageerivad nad sellistele asjadele nagu valgustingimused, raskusjõu muutused, pinnase lisandid ja putukad, kes üritavad nende lehti süüa. Kui see juhtub, püüab taim sisemiselt suhelda oma teiste organitega. See side on elektriline signaal. See on tegelikult bioelektrokeemiline signaal.

Elowaniga paigutasin seadmele nende signaalide lugemiseks vooluringid ja sain neid lugeda lihtsalt taime puudutades või selle keskkonda muutes. Avastasin, et selle signaalid olid tõesti selged, kui muutsin selle valgustingimusi. Selle roboti jaoks on mul kummaski suunas üles seatud lambid, mida ma sisse ja välja lülitan. Ülemineku ajal toodetakse signaal ja see signaal liigub robotile, et käivitada robot liikuma vasakule ja paremale.

Teie idee on siis kasutada taime sisseehitatud füsioloogiat omamoodi loodusliku vooluahela süsteemina. Ja soovite asendada kunstlikud vooluringid looduslike ahelatega.

Laiemal tasandil olen seda püüdnud siin suhelda. Kuid interaktsioonide kujundajana olen keskendunud sellele, kuidas [inimeste ja masinate vaheline interaktsioon] praegu toimib.

Digiseadmete kasutamisel juhtub kaks asja – tuvastamine ja kuvamine. Kui me istume arvuti ees, püüab arvuti peaaegu tajuda, mida ma teha tahan, ja proovib selle põhjal väljundit pakkuda. Siis on ekraan, mis tuleb välja liidestena, mida näeme digitaalses maailmas. Loome need tehislikud elektroonikaseadmed tajumiseks ja kuvamiseks, kuid taimedel on sellised võimalused juba olemas.

Taimed on isejõulised, taastuvad ja isetoodavad. Nad liiguvad ja muudavad värvi. Lehed avanevad ja sulguvad ning kasvavad. Need võivad olla meie elektroonika jaoks inspiratsiooniallikaks. Taimed võivad olla parim elektroonika, mis meil keskkonnas juba olemas on – asjad, mida saame vaid kunstlikult luua. Kuna meil pole õnnestunud neid uuesti luua, siis miks mitte kujundused lihtsalt loodusega joondada? Arvan, et interaktsioonidisaini tulevik paneb liidesed loodusesse endasse.

Milliseid selgeid eeliseid näete hübriidseadmest, mitte ainult sünteetiliste seadmetega?

Noh, see loodusega hübridiseerumisprotsess oleks paradigma muutus, mis paneks meid mõtlema tulevaste seadmete kujundamise üle. Näiteks taimed imavad pidevalt vett, nagu väikesed mootorid keskkonnas. Taimed avanevad ja sulguvad, toimides nagu väljapanek. Kui me vaatame neid võimalusi, saame hakata mõnda neist kasutama ja täiendama neid elektrooniliste funktsioonidega, nii et me ei pea asju päris algusest peale kujundama.

Teine eelis on see, et IOT ja nutikate keskkondade ajastul kipume panema andureid kõikjal, kuid kõike ei ole võimalik tõhusalt ehitada sellises mahus, nagu me mõtleme tulevik. Ja kui me kõike kunstlikult kujundame, võime panna keskkonda asju, mis samuti hävitavad keskkonda, sest need kõik on valmistatud ränist või mentaalsest. Kuidas me siis suurendame? Taimed võivad aidata meil sellele küsimusele vastata.

Mina näen seda, et kui joondume nende loomulike võimetega, võime püüda olla loodusega ühtlustuvad. Ma nimetan seda koonduvaks disainiks. Praegu on meie keskkonnaalased algatused alati tagajalgadel. Me ütleme: "Okei, nüüd, kui oleme selle osa keskkonnast hävitanud, kuidas me seda nüüd parandame?" Loodusega hübridiseerudes ja küborge valmistades ei jää me oma pingutustes passiivseks. Saame olla aktiivsed ja viia oma tehnoloogilise arengu vastavusse looduse endaga.

Milliseid seadmeid ja infrastruktuuri kujundusi te selle hübridiseeritud tuleviku jaoks ette kujutate?

Minu praegune projekt kannab nime Cyborg Botany. Praegu kasutame taimi peamiselt toidukultuuridena, kuid mõnes Aasia kultuuris kasutatakse taimi ka silladena. Need lähevad ühelt jõekaldalt teisele ja neid kasutatakse isekasvava sillana. See on üks rakendus, mille puhul võite mõelda puust arhitektuuri loomisele. Või mõelge loomulikule mootorile, mida mainisin. Taimedest võivad saada seireplatvormid, kus nad saaksid jälgida vee kvaliteeti, toksilisust või reostust, ja siis ei pea me kunstlikke andureid kasutusele võtma.

Teised rakendused võiksid ühenduda digitaalmaailmaga. Töötan praegu taime kallal, mida saab tarkvaraga juhtida, nii et klõpsate taime lehtedel ja lehed sulguvad. Sellest saab omamoodi kahesuunaline suhtlus taime ja arvuti vahel. Leht toimib nagu ekraan.

Elusorganismidena on taimedel oma huvid ja nad ei järgi alati nende jaoks kehtestatud reegleid. Näiteks puujuured kasvavad läbi betooni või põõsad kasvavad rennides. Seega võib nende eest hoolitsemine olla raskem kui inimese loodud seadmete eest. Milliste väljakutsetega seisate silmitsi küborgitaimedega, mida ei teeks sünteetiliste seadmete puhul?

Selles projektis on mul kaks põhimõtet, mis võivad asjad keeruliseks muuta. Üks on see, et taime ei tohiks kahjustada ja teine ​​on see, et keskkonda ei tohiks kahjustada. Näiteks kui ma kasvatan midagi taime sees või kui ma teen midagi keskkonnas, ei tohiks see kahjustada looma, kes võib selle ümber käia ja selle ära süüa.

Samuti võib keeruline olla võimete uurimine ja nende tähenduse tõlgendamine. Kui ma kuulan taime elektrisignaale, pean ma suutma öelda, et üks signaal juhtus sellest, et valgus lülitus sisse ja teine ​​signaal juhtus, kuna panin midagi mulda. Nende diskreetsete tõlgenduste põhjal saan tõesti uurida taimesüsteemi ja aru saada, kas see on minu rakenduse jaoks õige süsteem.

Ilmselgelt hindate taimi. Mind huvitab, kas teie arvates on taimedel vabadus ja kas nad tunnevad naudingut ja valu?

Väga oluline on mainida, et taimedel ei ole närve, mis inimestel. Taimedel ei ole emotsioone, kuid neil on evolutsioonilised signaalid. Need on mingil tasemel süsteemid. Püüan neid evolutsioonilisi signaale tõlgendada, kuid need ei ole emotsionaalsed signaalid. Need on lihtsalt vastused keskkonnale. Kuid päeva lõpuks on nad ikkagi elavad süsteemid. Elowani kaudu võimendan asja, mida taim juba teha tahab.

Toimetajate soovitused

• Tutvuge MIT-i kunstnikuga, kes ehitab seentega ja maalib drooniparvedega
• Climeworks soovib atmosfääri puhastada hoonesuuruste tolmuimejate pargiga
• Kas me elame simulatsioonis? See MIT-i teadlane ütleb, et see on tõenäolisem kui mitte