Elowan is een cyborgplant die naar het licht kan bewegen

Er is weinig te zeggen over wat de toekomst voor technologie in petto heeft. Vliegende auto’s, waarvan ooit werd gedacht dat ze een zekerheid uit de 20e eeuw waren, zijn nauwelijks van de grond gekomen. Facebook, ooit een instrument om studenten aan universiteiten te beoordelen, is een van de grootste bedreigingen voor de democratie geworden. En wie anders dan Jeff Bezos had gedacht dat de online boekverkoop 150 miljard dollar zou kunnen opleveren?

Het klinkt dus niet zo gek als Harpreet Sareen, een ontwerper bij het Massachusetts Institute of Technology Media Lab, zegt dat onze steden ooit weelderig zullen zijn met plant-robot-hybriden. Zoals een moderne Dr. Frankenstein – of, uh, Plantenstein? — zijn visie is om planten een nieuw soort leven te geven.

Binnenkomen Elowan, een cybernetische plant die deze maand door Sareen en zijn team werd onthuld. Vastgebonden door een paar draden en zilveren elektroden beweegt de plant-robot-hybride als reactie op de lichtbehoefte van de plant. Wanneer er licht op de bladeren schijnt, wekt de plant bio-elektrochemische signalen op, die de elektroden detecteren en doorgeven aan de robot op wielen eronder. De robot beweegt zich dan richting het licht.

Elowan is meer dan alleen een plant op wielen. Sareen en zijn collega's beweren dat hun project een voorbeeld is van deels organische, deels kunstmatige entiteiten die in de toekomst vaker zullen voorkomen. Veel van de functies die we in de elektronica aantreffen – bijvoorbeeld het vermogen om de omgeving waar te nemen en gegevens weer te geven – bestonden eerst in de natuur. En in de natuur zijn ze vaak efficiënter en veerkrachtiger, en minder gevoelig voor slijtage en milieuschade. Door de manier waarop planten functioneren te identificeren en te interpreteren, hopen de onderzoekers er biohybriden van te maken die hun technologische omgeving aandrijven, monitoren en convergeren.

Dit is niet de eerste samenwerking tussen planten en robots die we tegenkomen. Vincross-CEO Sun Tianqi gecreëerd een robot die de taak heeft een vetplant in leven te houden door de omgeving in de gaten te houden. Maar Elowan is misschien wel het meest interessant. Het gaat de samenwerking nog een stap verder door de fabriek rechtstreeks met de machine te verbinden.

We spraken met Sareen over zijn project en zijn visie voor een wereld van cybernetische planten. Dit interview is voor de duidelijkheid bewerkt en ingekort.

Digitale trends: wat motiveerde u voor het eerst om een ​​cyborgfabriek te bouwen?

Harpreet Sareen: Ik ben geïnteresseerd geweest in twee aspecten van onderzoek rond de natuur. Eén daarvan is de manier waarop we de mogelijkheden in de natuur bestuderen om onze toekomstige nieuwe interactie-apparaten aan te drijven. Op dit moment bouwen we alles uit de kunstmatige wereld. Het is een heel industriële manier van denken. We ontwerpen alles kunstmatig vanaf de basis.

In mijn onderzoek heb ik veel mogelijkheden gevonden die we in de natuurlijke wereld kunnen gebruiken. Planten hebben bijvoorbeeld elektrische signalen in zich die vergelijkbaar zijn met kunstmatige circuits. Dat inspireerde mij om na te denken over nieuwe mogelijkheden. Ik wilde dus laten zien hoe het zou zijn als de plant mobiliteit zou hebben of zou kunnen lopen als een mens, maar zou kunnen worden aangedreven door de plant zelf.

Hoe kun je de elektrische signalen van de plant vertalen in beweging?

Planten reageren op veel omgevingsfactoren. In de ochtend proberen planten zich bijvoorbeeld naar de zon in het oosten te oriënteren. Terwijl de zon de hele dag door blijft bewegen, heroriënteren ze zich meer om maximaal zonlicht te krijgen. Ze reageren dus op zaken als lichtomstandigheden, veranderingen in de zwaartekracht, onzuiverheden in de bodem en insecten die hun bladeren proberen op te eten. Wanneer dat gebeurt, probeert de plant intern te communiceren met zijn andere organen. Die communicatie is een elektrisch signaal. Het is eigenlijk een bio-elektrochemisch signaal.

Met Elowan heb ik circuits op de plant geplaatst om die signalen te lezen, en ik kon ze lezen door de plant gewoon aan te raken of de omgeving ervan te veranderen. Ik ontdekte dat de signalen heel duidelijk waren toen ik de lichtomstandigheden veranderde. Voor deze robot heb ik lampen in beide richtingen opgesteld, die ik aan en uit zet. Tijdens de transitie wordt het signaal geproduceerd en dat signaal gaat naar de robot om de robot ertoe aan te zetten naar links en rechts te bewegen.

Jouw idee is dan om de ingebouwde fysiologie van de plant te gebruiken als een soort natuurlijk circuitsysteem. En je wilt kunstmatige circuits vervangen door natuurlijke circuits.

Op een breder niveau is dat wat ik hier heb geprobeerd te communiceren. Maar als interactieontwerper concentreer ik me op hoe interacties [tussen mens en machine] nu werken.

Er gebeuren twee dingen als we digitale apparaten gebruiken: waarnemen en weergeven. Als we achter een computer zitten, probeert de computer bijna aan te voelen wat ik wil doen, en op basis daarvan probeert hij een uitvoer te leveren. Dan is er nog het display, dat naar voren komt als interfaces die we in de digitale wereld zien. We creëren deze kunstmatige elektronische apparaten om te detecteren en weer te geven, maar planten beschikken al over dergelijke mogelijkheden.

Planten zijn zelfvoorzienend, zelfherstellend en zelffabricerend. Ze bewegen en veranderen van kleur. Bladeren gaan open en dicht en groeien. Ze kunnen dienen als inspiratie voor onze elektronica. Planten zijn misschien wel de beste soort elektronica die we al in het milieu hebben, dingen die we alleen kunstmatig kunnen proberen te creëren. Omdat we ze niet opnieuw hebben kunnen creëren, waarom zouden we de ontwerpen dan niet gewoon afstemmen op de natuur? Ik denk dat de toekomst van interactieontwerp interfaces in de natuur zelf zal brengen.

Wat zijn enkele van de expliciete voordelen die u ziet als u een hybride apparaat gebruikt in plaats van uitsluitend synthetische apparaten?

Welnu, dit proces van hybridisatie met de natuur zou een paradigmaverschuiving zijn die ons ertoe zou brengen na te denken over hoe we toekomstige apparaten ontwerpen. Planten nemen bijvoorbeeld continu water op, als kleine motoren in de omgeving. Planten gaan open en dicht en fungeren als een display. Als we naar die mogelijkheden kijken, kunnen we een aantal ervan gaan gebruiken en ze omvormen met elektronische functionaliteiten, zodat we de dingen niet echt vanaf de grond af hoeven te ontwerpen.

Het tweede voordeel is dat we in het tijdperk van IoT en slimme omgevingen de neiging hebben om sensoren te plaatsen overal, maar het zal niet mogelijk zijn om alles efficiënt te bouwen op de schaal waar we aan denken de toekomst. En als we alles kunstmatig ontwerpen, kunnen we dingen in het milieu stoppen die ook het milieu vernietigen, omdat ze allemaal van silicium of mentaal zijn gemaakt. Hoe kunnen we dan opschalen? Planten kunnen ons helpen die vraag te beantwoorden.

Zoals ik het zie, als we ons afstemmen op deze natuurlijke capaciteiten, kunnen we proberen convergerend te zijn met de natuur. Ik noem dit convergent ontwerp. Op dit moment staan ​​onze milieu-initiatieven altijd op de achtergrond. We zeggen: “Oké, nu we dit deel van het milieu hebben vernietigd, hoe kunnen we dit nu oplossen?” Door te hybridiseren met de natuur en cyborgs te maken, zullen we niet passief zijn in onze inspanningen. We kunnen actief zijn en onze technologische ontwikkeling afstemmen op de natuur zelf.

Wat voor soort apparaten en infrastructuurontwerpen zie je voor deze hybride toekomst?

Mijn huidige project heet Cyborg Botany. Op dit moment gebruiken we planten voornamelijk als voedselgewassen, maar in sommige Aziatische culturen worden planten ook gebruikt als bruggen. Ze gaan van de ene kant van de rivier naar de andere kant en worden gebruikt als zelfgroeiende brug. Dat is een toepassing waarbij je architectuur uit een boom kunt creëren. Of denk aan de natuurlijke motor die ik noemde. Planten zouden monitoringplatforms kunnen worden waar ze de waterkwaliteit, toxiciteit of vervuiling kunnen monitoren, en dan hoeven we geen kunstmatige sensoren in te zetten.

Andere toepassingen zouden verbinding kunnen maken met de digitale wereld. Momenteel ben ik bezig met een plant die met software aangestuurd kan worden, je klikt dus op de bladeren van de plant en de bladeren sluiten zich. Dat wordt een soort bidirectionele communicatie tussen plant en computer. Het blad fungeert als een display.

Als levende organismen hebben planten hun eigenbelang en volgen ze niet altijd de regels die wij hen opleggen. Boomwortels groeien bijvoorbeeld door beton of struiken groeien in goten. Ze zijn dus misschien wel moeilijker te onderhouden dan door de mens gemaakte apparaten. Met welke uitdagingen wordt u geconfronteerd bij cyborgfabrieken en bij synthetische apparaten niet?

Er zijn twee principes die ik in dit project heb die dingen moeilijk kunnen maken. De ene is dat de plant geen schade mag lijden en de andere is dat het milieu geen schade mag lijden. Als ik bijvoorbeeld iets in de plant kweek of als ik iets in het milieu doe, mag dat geen schade toebrengen aan een dier dat langskomt en het opeet.

Het kan ook een uitdaging zijn om capaciteiten te bestuderen en te interpreteren wat ze betekenen. Als ik naar de elektrische signalen van de plant luister, moet ik kunnen vertellen dat het ene signaal gebeurde omdat het licht aanging en het andere signaal gebeurde omdat ik iets in de grond had gestopt. Op basis van deze discrete interpretaties kan ik een plantensysteem echt bestuderen en uitzoeken of dit het juiste soort systeem is om voor mijn toepassing te gebruiken.

Je waardeert duidelijk planten. Ik ben benieuwd of je denkt dat planten keuzevrijheid hebben en of ze plezier en pijn kunnen voelen?

Het is heel belangrijk om te vermelden dat planten geen zenuwen hebben die mensen hebben. Planten hebben geen emoties, maar wel evolutionaire signalen. Het zijn systemen op een bepaald niveau. Ik probeer interpretaties te maken van die evolutionaire signalen, maar het zijn geen emotionele signalen. Het zijn slechts reacties op de omgeving. Maar uiteindelijk zijn het nog steeds levende systemen. Via Elowan versterk ik wat de plant al wil doen.

Aanbevelingen van de redactie

• Maak kennis met de MIT-kunstenaar die bouwt met schimmels en schildert met zwermen drones
• Climeworks wil de atmosfeer zuiveren met een vloot stofzuigers op gebouwformaat
• Leven we in een simulatie? Deze MIT-wetenschapper zegt dat het waarschijnlijker is dan niet