Elowan: Növény-robot hibrid
Kevés megmondani, mit hoz a technológia jövője. A repülő autók, amelyeket egykor a 20. századi bizonyosságnak tartottak, alig sikerült felszállniuk a földre. A Facebook, amely egykor az egyetemi munkatársak értékelésének eszköze volt, a demokrácia egyik legnagyobb fenyegetésévé vált. És ki gondolta volna, ha nem Jeff Bezos, az online könyveladásokból 150 milliárd dollár is lehet?
Szóval nem hangzik olyan őrülten, amikor Harpreet Sareen, a Massachusetts Institute of Technology Médialaboratóriumának tervezője azt mondja, hogy városaink egy nap bujaak lehetnek növény-robot hibridekkel. Mint egy mai Dr. Frankenstein – vagy, uh, Plantenstein? — elképzelése az, hogy újfajta életet adjon a növényeknek.
Belép Elowan, egy kibernetikus üzem, amelyet ebben a hónapban mutatott be Sareen és csapata. A néhány vezetékkel és ezüstelektródával megkötött növény-robot hibrid a növény fényigényének megfelelően mozog. Amikor fény világít a leveleire, a növény bioelektrokémiai jeleket vált ki, amelyeket az elektródák észlelnek és továbbítanak az alatta lévő kerekes robotnak. Ezután a robot a fény felé halad.
Az Elowan több, mint egy kerekes üzem. Sareen és kollégái azt állítják, hogy projektjük a részben szerves, részben mesterséges entitások példája, amelyek a jövőben gyakoribbá válhatnak. Az elektronikában található funkciók közül sok – például a környezet érzékelésének és az adatok megjelenítésének képessége – először a természetben létezett. És gyakran hatékonyabbak és ellenállóbbak a természetben, kevésbé hajlamosak a kopásra és a környezeti károkra. A növények működésének azonosításával és értelmezésével a kutatók azt remélik, hogy biohibridekké alakíthatják őket, amelyek energiát adnak, figyelnek és konvergálnak technológiai környezetükhöz.
Nem ez az első növény-robot partnerség, amellyel találkoztunk. A Vincross vezérigazgatója, Sun Tianqi létrehozta egy robot, amelynek feladata egy zamatos életben tartása a környezetének figyelésével. De Elowan lehet a legérdekesebb. Egy lépéssel tovább viszi a partnerséget azáltal, hogy közvetlenül összekapcsolja az üzemet a géppel.
Sareennel a projektjéről és a kibernetikus növények világáról alkotott víziójáról beszélgettünk. Ezt az interjút az egyértelműség kedvéért szerkesztettük és tömörítettük.
Digitális trendek: Mi motivált először egy kiborg üzem építésére?
Harpreet Sareen: A természetkutatás két aspektusa érdekelt. Az egyik az, hogy miként tanulmányozzuk a természetben rejlő képességeket jövőbeli új interakciós eszközeink működtetésére. Jelenleg mindent a mesterséges világból építünk. Ez egy nagyon ipari gondolkodásmód. Az alapoktól kezdve mindent mesterségesen tervezünk.
„Meg akartam mutatni, milyen lenne, ha a növények emberként járnának.”
Kutatásom során számos olyan képességet találtam, amelyet a természetben használhatunk. Például a növényekben valójában olyan elektromos jelek vannak bennük, amelyek hasonlóak a mesterséges áramkörökhöz. Ez inspirált arra, hogy új képességeken gondolkodjak. Szóval, szerettem volna megmutatni, milyen lenne, ha a növénynek lenne mozgásképessége, vagy tudna járni, mint egy ember, de magától a növénytől is működne.
Hogyan tudod a növény elektromos jeleit mozgássá alakítani?
A növények számos környezeti tényezőre reagálnak. Reggel például a növények igyekeznek a keleti nap felé orientálódni. Ahogy a nap folyamatosan mozog a nap folyamán, jobban átirányítják magukat, hogy maximális napfényt érjenek el. Így reagálnak olyan dolgokra, mint a fényviszonyok, a gravitáció változásai, a talaj szennyeződései és a leveleiket megenni próbáló rovarok. Amikor ez megtörténik, a növény belsőleg megpróbál kommunikálni a többi szervével. Ez a kommunikáció elektromos jel. Ez valójában egy bioelektrokémiai jel.
Az Elowan segítségével áramköröket helyeztem el az üzemen, hogy leolvassák ezeket a jeleket, és képesek voltam leolvasni őket az üzem megérintésével vagy a környezet megváltoztatásával. Amikor megváltoztattam a fényviszonyokat, akkor fedeztem fel, hogy a jelei igazán egyértelműek. Ehhez a robothoz mindkét irányban beállítottam a lámpákat, amelyeket be- és kikapcsolok. Az átmenet során a jel keletkezik, és ez a jel eljut a robothoz, hogy a robot balra és jobbra mozogjon.
Az Ön ötlete tehát az, hogy a növény beépített fiziológiáját egyfajta természetes áramkör-rendszerként használja. A mesterséges áramköröket pedig természetesekre szeretnéd cserélni.
Tágabb szinten ezt próbáltam itt közölni. De interakciótervezőként az [emberek és gépek közötti] interakciók működésére összpontosítok jelenleg.
„A növények talán a legjobb elektronikai eszközeink, amelyek a környezetünkben léteznek, olyan dolgok, amelyeket csak mesterségesen tudunk létrehozni.”
Két dolog történik, amikor digitális eszközöket használunk: az érzékelés és a megjelenítés. Amikor a számítógép előtt ülünk, a számítógép szinte érzékeli, hogy mit akarok csinálni, és ez alapján próbál kimenetet adni. Aztán ott van a kijelző, amely interfészként jelenik meg, amelyet a digitális világban látunk. Ezeket a mesterséges elektronikus eszközöket érzékelésre és megjelenítésre hozzuk létre, de a növények már rendelkeznek ilyen képességekkel.
A növények önerőből táplálkoznak, önregenerálódnak és öntermelők. Mozognak és színt váltanak. A levelek kinyílnak, bezáródnak és növekednek. Ezek inspirációként szolgálhatnak elektronikánk számára. A növények talán a legjobb elektronikai eszközeink, amelyek a környezetünkben vannak, olyan dolgok, amelyeket csak mesterségesen tudunk létrehozni. Mivel nem tudtuk újra létrehozni őket, miért ne igazíthatnánk a terveket a természethez? Úgy gondolom, hogy az interakciótervezés jövője magában a természetben fog interfészeket helyezni.
Milyen kifejezett előnyökkel jár, ha hibrid eszközzel rendelkezik a kizárólag szintetikus eszközök helyett?
Nos, ez a természettel való hibridizációs folyamat paradigmaváltás lenne, amely elgondolkodna azon, hogyan tervezzük meg a jövő eszközeit. Például a növények folyamatosan felszívják a vizet, mint a kis motorok a környezetben. A növények kinyílnak és zárnak, és úgy viselkednek, mint egy kijelző. Ha megnézzük ezeket a képességeket, akkor néhányat elkezdhetünk használni, és átalakítani őket elektronikus funkciókkal, így nem kell igazán az alapoktól terveznünk a dolgokat.
A második előny az, hogy az IOT és az intelligens környezetek korszakában hajlamosak vagyunk érzékelőket helyezni mindenhol, de nem lehet mindent hatékonyan felépíteni az általunk elképzelt léptékkel a jövő. És ha mindent mesterségesen tervezünk, akkor előfordulhat, hogy olyan dolgokat helyezünk a környezetbe, amelyek szintén tönkreteszik a környezetet, mert mindegyik szilíciumból vagy mentálisból van. Szóval hogyan növeljük a méretet? A növények segíthetnek megválaszolni ezt a kérdést.
Ahogy én látom, ha igazodunk ezekhez a természetes képességekhez, akkor megpróbálhatunk konvergens lenni a természettel. Ezt konvergens tervezésnek nevezem. Jelenleg környezetvédelmi kezdeményezéseink mindig a hátsó lábon állnak. Azt mondjuk: "Rendben, most, hogy elpusztítottuk a környezet ezen részét, hogyan javítsuk meg?" Ha hibridizálunk a természettel és kiborgokat készítünk, nem leszünk passzívak az erőfeszítéseinkben. Aktívak lehetünk, és technológiai fejlődésünket magához a természethez igazíthatjuk.
Milyen eszközöket és infrastruktúra-terveket képzel el ebbe a hibrid jövőbe?
Jelenlegi projektem a Cyborg Botany nevet viseli. Jelenleg főként élelmiszernövényként használjuk a növényeket, de egyes ázsiai kultúrákban a növényeket hídként is használják. A folyó egyik partjáról a másik oldalra mennek, és önnövő hídként használják őket. Ez egy olyan alkalmazás, ahol elképzelhető, hogy egy fából építészetet hoz létre. Vagy gondolj az általam említett természetes motorra. Az üzemek felügyeleti platformokká válhatnak, ahol figyelemmel kísérhetik a víz minőségét, toxicitását vagy szennyezését, és akkor nem kell mesterséges érzékelőket bevetnünk.
„A növények olyan megfigyelő platformokká válhatnak, ahol ellenőrizhetik a vízminőséget, a toxicitást vagy a szennyezést, és akkor nincs mesterséges érzékelőnk.”
Más alkalmazások is kapcsolódhatnak a digitális világhoz. Jelenleg egy szoftverrel vezérelhető növényen dolgozom, így rákattintok a növény leveleire és a levelek bezáródnak. Ez egyfajta kétirányú kommunikációvá válik az üzem és a számítógép között. A levél kijelzőként működik.
Élő szervezetként a növényeknek megvan a maguk érdeke, és nem mindig tartják be az általunk meghatározott szabályokat. Például a fák gyökerei a betonon keresztül nőnek, vagy a bokrok ereszcsatornákban nőnek. Tehát valójában nehezebb lehet őket gondozni, mint az ember által készített eszközöket. Milyen kihívásokkal kell szembenéznie a kiborgnövényekkel kapcsolatban, amivel a szintetikus eszközökkel nem?
Ebben a projektben két elvem van, amelyek megnehezíthetik a dolgokat. Az egyik az, hogy a növényt nem szabad károsítani, a másik pedig, hogy a környezetet nem szabad károsítani. Például, ha valamit a növény belsejében termesztek, vagy ha csinálok valamit a környezetben, nem szabad bántania egy állatot, amely esetleg odajön és megeszi.
A képességek tanulmányozása és azok jelentésének értelmezése is kihívást jelenthet. Amikor hallgatom a növény elektromos jeleit, meg kell tudnom mondani, hogy az egyik jel azért történt, mert felkapcsolt a lámpa, a másik pedig azért, mert valamit a talajba tettem. E diszkrét értelmezések alapján képes vagyok valóban tanulmányozni egy üzemrendszert, és kitalálni, hogy ez a megfelelő rendszer-e az alkalmazásomhoz.
Nyilvánvalóan értékeled a növényeket. Kíváncsi vagyok, hogy szerinted a növényeknek van-e önrendelkezésük, és éreznek-e örömet és fájdalmat?
Nagyon fontos megemlíteni, hogy a növényeknek nincsenek olyan idegei, mint az embernek. A növényeknek nincsenek érzelmeik, de vannak evolúciós jeleik. Ezek valamilyen szinten rendszerek. Megpróbálom értelmezni ezeket az evolúciós jeleket, de ezek nem érzelmi jelek. Ezek csak válaszok a környezetre. De a nap végén még mindig élő rendszerek. Elowan révén felerősítem azt a dolgot, amit a növény már meg akar tenni.
Szerkesztői ajánlások
- Ismerje meg az MIT művészét, aki gombával épít, és drónrajokkal fest
- A Climeworks épületnyi porszívóval szeretné megtisztítani a légkört
- Szimulációban élünk? Az MIT tudósa szerint ez valószínűbb, mint nem
