Elowan on kyborgikasvi, joka voi liikkua kohti valoa

Teknologian tulevaisuudesta on vähän tietoa. Lentävät autot, joita aikoinaan pidettiin 1900-luvun takuuna, ovat tuskin nousseet maasta. Facebookista, joka oli aikoinaan työkalu korkeakoulutoimijoiden arvioimiseen, on tullut yksi demokratian suurimmista uhista. Ja kukapa muu kuin Jeff Bezos olisi uskonut, että verkkokirjamyynnistä voi tulla 150 miljardia dollaria?

Ei siis kuulosta hullulta, kun Massachusetts Institute of Technology Media Labin suunnittelija Harpreet Sareen sanoo, että kaupungeissamme saattaa joskus olla reheviä kasvi-robottihybridejä. Kuten nykypäivän tohtori Frankenstein - tai, uh, Plantenstein? — Hänen visionsa on antaa kasveille uudenlainen elämä.

Tulla sisään Elowan, kyberneettinen kasvi, jonka Sareen ja hänen tiiminsä paljastivat tässä kuussa. Muutamien johtojen ja hopeaelektrodin sidottu kasvi-robottihybridi liikkuu vastauksena kasvin valotarpeisiin. Kun valo loistaa sen lehdille, kasvi saa aikaan biosähkökemiallisia signaaleja, jotka elektrodit havaitsevat ja välittävät alla olevaan pyörillä varustettuun robottiin. Tämän jälkeen robotti liikkuu kohti valoa.

Elowan on enemmän kuin pelkkä pyörillä oleva kasvi. Sareen ja hänen kollegansa väittävät, että heidän projektinsa on esimerkki osittain orgaanisista, osittain keinotekoisista kokonaisuuksista, jotka saattavat yleistyä tulevaisuudessa. Monet elektroniikassa löytämistämme toiminnoista – esimerkiksi kyky aistia ympäristöä ja näyttää dataa – olivat ensin luonnossa. Ja ne ovat usein tehokkaampia ja kestävämpiä luonnossa, vähemmän alttiita kulumiselle ja ympäristövahingoille. Tunnistamalla ja tulkitsemalla kasvien toimintatapoja tutkijat toivovat voivansa muuttaa ne biohybrideiksi, jotka tehostavat, valvovat ja lähentyvät niiden teknologista ympäristöä.

Tämä ei ole ensimmäinen kohtaamamme kasvi-robotti-kumppanuus. Vincrossin toimitusjohtaja Sun Tianqi luotu robotti, jonka tehtävänä on pitää mehikasvi hengissä tarkkailemalla sen ympäristöä. Mutta Elowan saattaa olla mielenkiintoisin. Se vie kumppanuuden askeleen pidemmälle yhdistämällä laitoksen suoraan koneeseen.

Puhuimme Sareenin kanssa hänen projektistaan ​​ja hänen visiostaan ​​kyberneettisten kasvien maailmasta. Tämä haastattelu on muokattu ja tiivistetty selvyyden vuoksi.

Digitaalitrendit: Mikä motivoi sinua ensimmäisenä rakentamaan kyborgitehtaan?

Harpreet Sareen: Olen ollut kiinnostunut kahdesta luonnontutkimuksen näkökulmasta. Yksi on tapa, jolla tutkimme luonnon kykyjä tulevaisuuden uusien vuorovaikutuslaitteiden tehostamiseksi. Tällä hetkellä rakennamme kaiken keinotekoisesta maailmasta. Se on erittäin teollinen ajattelutapa. Suunnittelemme kaiken keinotekoisesti alusta alkaen.

Tutkimuksessani olen löytänyt monia ominaisuuksia, joita voimme käyttää luonnossa. Esimerkiksi kasveissa on itse asiassa sähköisiä signaaleja, jotka ovat samanlaisia ​​kuin keinotekoiset piirit. Se inspiroi minua pohtimaan uusia ominaisuuksia. Halusin siis näyttää, millaista olisi, jos kasvilla olisi liikkumavaraa tai se voisi kävellä kuin ihminen, mutta se voisi saada voimansa itse kasvista.

Kuinka pystyt muuttamaan kasvin sähköiset signaalit liikkeeksi?

Kasvit reagoivat moniin ympäristötekijöihin. Esimerkiksi aamulla kasvit yrittävät suuntautua kohti aurinkoa itään. Kun aurinko liikkuu koko päivän, he suuntautuvat enemmän saadakseen maksimaalisen auringonvalon. Joten ne reagoivat sellaisiin asioihin kuin valo-olosuhteet, painovoiman muutokset, maaperän epäpuhtaudet ja hyönteiset, jotka yrittävät syödä lehtiään. Kun näin tapahtuu, kasvi yrittää sisäisesti kommunikoida muiden elimiensä kanssa. Tämä viestintä on sähköinen signaali. Se on itse asiassa biosähkökemiallinen signaali.

Elowanin avulla asetin laitokseen piirejä näiden signaalien lukemiseksi, ja pystyin lukemaan ne vain koskettamalla laitosta tai muuttamalla sen ympäristöä. Huomasin, että sen signaalit olivat todella selkeitä, kun muutin sen valoolosuhteita. Tätä robottia varten minulla on lamput asennettuna kumpaankin suuntaan, jotka sytytän ja sammutan. Siirtymän aikana signaali tuotetaan ja tämä signaali kulkee robotille laukaistakseen robotin liikkumaan vasemmalle ja oikealle.

Ideasi on sitten käyttää kasvin sisäänrakennettua fysiologiaa eräänlaisena luonnollisena piirijärjestelmänä. Ja haluat korvata keinotekoiset piirit luonnollisilla.

Laajemmalla tasolla sitä olen yrittänyt kommunikoida täällä. Vuorovaikutussuunnittelijana olen kuitenkin keskittynyt siihen, kuinka vuorovaikutus [ihmisen ja koneiden välillä] toimii juuri nyt.

Kun käytämme digitaalisia laitteita, tapahtuu kaksi asiaa: havaitseminen ja näyttäminen. Kun istumme tietokoneen edessä, tietokone yrittää melkein aistia, mitä haluan tehdä, ja se yrittää tarjota tulosteen sen perusteella. Sitten on näyttö, joka tulee esiin liitäntöinä, joita näemme digitaalisessa maailmassa. Luomme näitä keinotekoisia elektronisia laitteita havaitsemaan ja näyttämään, mutta kasveilla on jo sellaisia ​​ominaisuuksia.

Kasvit ovat omavoimaisia, itseään uudistuvia ja itse tuottavia. Ne liikkuvat ja vaihtavat väriä. Lehdet avautuvat ja sulkeutuvat ja kasvavat. Ne voivat toimia inspiraationa elektroniikallemme. Kasvit saattavat olla parasta elektroniikkaa, joka meillä jo on ympäristössä, asioita, joita voimme vain yrittää luoda keinotekoisesti. Koska emme ole voineet luoda niitä uudelleen, miksi ei vain kohdistaisi malleja luonnon kanssa? Uskon, että vuorovaikutussuunnittelun tulevaisuus tuo rajapintoja itse luontoon.

Mitä etuja näet hybridilaitteesta yksinomaan synteettisten laitteiden sijaan?

Tämä luonnon kanssa hybridisoitumisprosessi olisi paradigman muutos, joka saa meidät ajattelemaan, kuinka suunnittelemme tulevaisuuden laitteita. Esimerkiksi kasvit imevät jatkuvasti vettä, kuten pienet moottorit ympäristössä. Kasvit avautuvat ja sulkeutuvat ja toimivat kuin näyttö. Jos tarkastelemme näitä ominaisuuksia, voimme alkaa käyttää niitä ja muokata niitä sähköisillä toiminnoilla, joten meidän ei tarvitse suunnitella asioita alusta alkaen.

Toinen etu on, että IOT: n ja älykkäiden ympäristöjen aikakaudella meillä on tapana laittaa antureita kaikkialla, mutta kaikkea ei ole mahdollista rakentaa tehokkaasti siinä mittakaavassa, jota ajattelemme tulevaisuus. Ja jos suunnittelemme kaiken keinotekoisesti, saatamme laittaa ympäristöön asioita, jotka myös tuhoavat ympäristöä, koska ne ovat kaikki tehty piistä tai mentaalista. Joten miten skaalaamme? Kasvit voivat auttaa meitä vastaamaan tähän kysymykseen.

Näen asian, jos linjaamme itsemme näiden luonnollisten kykyjen kanssa, voimme yrittää olla läheisiä luonnon kanssa. Kutsun tätä konvergenttisuunnitteluksi. Tällä hetkellä ympäristöaloitteemme ovat aina perässä. Sanomme: "Okei, nyt kun olemme tuhonneet tämän osan ympäristöstä, kuinka korjaamme sen nyt?" Hybridoitumalla luonnon kanssa ja tekemällä kyborgeja emme ole passiivisia ponnisteluissamme. Voimme olla aktiivisia ja sovittaa teknologisen kehityksemme luonnon itsensä kanssa.

Millaisia ​​laitteita ja infrastruktuurisuunnitelmia kuvittelet tähän hybridisoituneeseen tulevaisuuteen?

Nykyinen projektini on nimeltään Cyborg Botany. Tällä hetkellä käytämme kasveja pääasiassa ruokakasveina, mutta joissakin aasialaisissa kulttuureissa kasveja käytetään myös siltana. Ne kulkevat joen toiselta puolelta toiselle puolelle ja niitä käytetään itsestään kasvavana siltana. Se on yksi sovellus, jossa voit ajatella arkkitehtuurin luomista puusta. Tai ajattele mainitsemaani luonnollista moottoria. Kasveista voisi tulla seurantaalustoja, joissa ne voivat seurata veden laatua, myrkyllisyyttä tai saastumista, eikä meidän tarvitse ottaa käyttöön keinotekoisia antureita.

Muut sovellukset voisivat liittyä digitaaliseen maailmaan. Työskentelen parhaillaan kasvin parissa, jota voidaan ohjata ohjelmistolla, joten klikkaa kasvin lehtiä ja lehdet sulkeutuvat. Siitä tulee eräänlainen kaksisuuntainen viestintä kasvin ja tietokoneen välillä. Lehti toimii kuin näyttö.

Elävinä organismeina kasveilla on oma etunsa, eivätkä ne aina noudata niille asettamiamme sääntöjä. Esimerkiksi puun juuret kasvavat betonin läpi tai pensaat kasvavat kouruissa. Joten niistä voi olla vaikeampi huolehtia kuin ihmisen valmistamista laitteista. Millaisia ​​haasteita kohtaat kyborgikasvien kanssa, joita ei synteettisten laitteiden kanssa?

Tässä projektissa minulla on kaksi periaatetta, jotka voivat tehdä asioista vaikeaa. Toinen on, että kasvia ei saa vahingoittaa ja toinen on, että ympäristöä ei saa vahingoittaa. Jos esimerkiksi kasvatan jotain kasvin sisällä tai jos teen jotain ympäristössä, sen ei pitäisi vahingoittaa eläintä, joka saattaa tulla ympärille ja syödä sen.

Voi olla myös haastavaa tutkia valmiuksia ja tulkita, mitä ne tarkoittavat. Kun kuuntelen kasvin sähköisiä signaaleja, minun on pystyttävä kertomaan, että yksi signaali tapahtui valon syttymisen vuoksi ja toinen signaali siitä, että laitoin jotain maahan. Näiden hienovaraisten tulkintojen perusteella pystyn todella tutkimaan laitosjärjestelmää ja selvittämään, onko tämä oikea järjestelmä käytettäväksi sovelluksessani.

Ilmeisesti arvostat kasveja. Olen utelias, onko kasveilla mielestäsi tahdonvapaus ja voivatko ne tuntea nautintoa ja kipua?

On erittäin tärkeää mainita, että kasveilla ei ole hermoja kuin ihmisillä. Kasveilla ei ole tunteita, mutta niillä on evoluutiosignaaleja. Ne ovat jollain tasolla järjestelmiä. Yritän tehdä tulkintoja noista evolutionaarisista signaaleista, mutta ne eivät ole tunnesignaaleja. Ne ovat vain reaktioita ympäristöön. Mutta loppujen lopuksi ne ovat edelleen eläviä järjestelmiä. Elowanin kautta vahvistan sitä, mitä kasvi jo haluaa tehdä.

Toimittajien suositukset

• Tapaa MIT-taiteilija, joka rakentaa sienellä ja maalaa droonien parveilla
• Climeworks haluaa puhdistaa ilmapiirin rakennuksen kokoisilla imureilla
• Elämmekö simulaatiossa? Tämä MIT-tutkija sanoo, että se on todennäköisempää kuin ei