Elowan to roślina-cyborg, która potrafi poruszać się w kierunku światła

Niewiele wiadomo, jaka przyszłość czeka technologię. Latające samochody, niegdyś uważane za coś oczywistego w XX wieku, ledwo oderwały się od ziemi. Facebook, niegdyś narzędzie do oceniania studentów, stał się jednym z największych zagrożeń demokracji. A kto, jeśli nie Jeff Bezos, pomyślałby, że sprzedaż książek online może zamienić się w 150 miliardów dolarów?

Nie brzmi to więc aż tak szalenie, gdy Harpreet Sareen, projektantka w Massachusetts Institute of Technology Media Lab, twierdzi, że nasze miasta mogą pewnego dnia zapełnić się hybrydami roślin i robotów. Jak współczesny doktor Frankenstein – lub, uh, Plantensteina? — jego wizją jest nadanie roślinom nowego rodzaju życia.

Wchodzić Ełowan, cybernetyczna roślina zaprezentowana w tym miesiącu przez Sareena i jego zespół. Uwiązana kilkoma przewodami i srebrnymi elektrodami hybryda roślina-robot porusza się w odpowiedzi na zapotrzebowanie rośliny na światło. Kiedy światło pada na jej liście, roślina wytwarza sygnały bioelektrochemiczne, które elektrody wykrywają i przekazują do robota kołowego znajdującego się poniżej. Następnie robot porusza się w kierunku światła.

Elowan to coś więcej niż tylko roślina na kółkach. Sareen i jego współpracownicy twierdzą, że ich projekt jest przykładem częściowo organicznych, częściowo sztucznych bytów, które w przyszłości mogą stać się bardziej powszechne. Wiele funkcji, które znajdujemy w elektronice – na przykład zdolność wyczuwania otoczenia i wyświetlania danych – istniało po raz pierwszy w naturze. Często są bardziej wydajne i odporne w świecie przyrody, mniej podatne na zużycie, rozdarcie i szkody dla środowiska. Identyfikując i interpretując sposób funkcjonowania roślin, naukowcy mają nadzieję przekształcić je w biohybrydy, które zasilają, monitorują i łączą się z otoczeniem technologicznym.

To nie pierwsza współpraca roślin i robotów, z jaką się spotkaliśmy. Utworzono dyrektora generalnego Vincross, Sun Tianqi robot, którego zadaniem jest utrzymanie sukulentu przy życiu poprzez monitorowanie otoczenia. Ale Ełowan może być najciekawszy. Posuwa to partnerstwo o krok dalej, łącząc bezpośrednio instalację z maszyną.

Rozmawialiśmy z Sareenem o jego projekcie i wizji świata cybernetycznych roślin. Wywiad ten został zredagowany i skrócony dla przejrzystości.

Trendy cyfrowe: Co zmotywowało Cię do zbudowania fabryki cyborgów?

Harpreet Sareen: Zainteresowały mnie dwa aspekty badań nad przyrodą. Jednym z nich jest badanie możliwości natury w zakresie zasilania naszych przyszłych nowych urządzeń interakcyjnych. W tej chwili budujemy wszystko ze sztucznego świata. To bardzo industrialny sposób myślenia. Wszystko projektujemy sztucznie od podstaw.

W swoich badaniach odkryłem wiele możliwości, które możemy wykorzystać w świecie przyrody. Na przykład rośliny faktycznie mają w sobie sygnały elektryczne podobne do sztucznych obwodów. To zainspirowało mnie do zastanowienia się nad nowymi możliwościami. Chciałem więc pokazać, jak by to było, gdyby roślina miała mobilność lub mogła chodzić jak człowiek, ale mogła być zasilana przez samą roślinę.

Jak przełożyć sygnały elektryczne rośliny na ruch?

Rośliny reagują na wiele czynników środowiskowych. Na przykład rano rośliny próbują skierować się w stronę słońca znajdującego się na wschodzie. Ponieważ słońce porusza się przez cały dzień, zmieniają orientację, aby uzyskać maksymalne światło słoneczne. Reagują więc na takie czynniki, jak warunki oświetleniowe, zmiany grawitacji, zanieczyszczenia w glebie i owady próbujące zjadać ich liście. Kiedy tak się dzieje, roślina wewnętrznie próbuje komunikować się z innymi narządami. Ta komunikacja jest sygnałem elektrycznym. W rzeczywistości jest to sygnał bioelektrochemiczny.

Dzięki Elowan umieściłem na roślinie obwody, które odczytywały te sygnały, i mogłem je odczytać po prostu dotykając rośliny lub zmieniając jej otoczenie. Odkryłem, że jego sygnały były naprawdę wyraźne, kiedy zmieniłem warunki oświetlenia. W przypadku tego robota mam lampy ustawione w dowolnym kierunku, które włączam i wyłączam. Podczas przejścia generowany jest sygnał, który jest przesyłany do robota, powodując jego ruch w lewo i w prawo.

Twoim pomysłem jest zatem wykorzystanie wbudowanej fizjologii rośliny jako swego rodzaju naturalnego układu obwodów. A Ty chcesz zastąpić sztuczne obwody naturalnymi.

Na szerszym poziomie, to właśnie próbowałem tutaj przekazać. Jednak jako projektant interakcji skupiam się na tym, jak obecnie działają interakcje [między ludźmi i maszynami].

Kiedy używamy urządzeń cyfrowych, dzieją się dwie rzeczy — wykrywanie i wyświetlanie. Kiedy siedzimy przed komputerem, komputer prawie próbuje wyczuć, co chcę zrobić, i na tej podstawie próbuje dostarczyć wynik. Następnie jest wyświetlacz, który wygląda jak interfejsy, które widzimy w cyfrowym świecie. Tworzymy te sztuczne urządzenia elektroniczne do wykrywania i wyświetlania, ale rośliny już mają takie możliwości.

Rośliny są samozasilające, samoregenerujące się i samoprodukujące. Poruszają się i zmieniają kolor. Liście otwierają się, zamykają i rosną. Mogą służyć jako inspiracja dla naszej elektroniki. Rośliny mogą być najlepszym rodzajem elektroniki, jaki już mamy w środowisku, czymś, co możemy jedynie starać się stworzyć sztucznie. Skoro nie udało nam się ich odtworzyć, dlaczego nie po prostu dopasować projektów do natury? Myślę, że przyszłość projektowania interakcji umieści interfejsy w samej naturze.

Jakie wyraźne zalety widzisz w posiadaniu urządzenia hybrydowego, a nie wyłącznie syntetycznego?

Cóż, ten proces hybrydyzacji z naturą byłby zmianą paradygmatu, która skłoniłaby nas do zastanowienia się nad tym, jak projektować przyszłe urządzenia. Na przykład rośliny w sposób ciągły absorbują wodę, niczym małe silniki w środowisku. Rośliny otwierają się i zamykają, zachowując się jak wystawa. Jeśli przyjrzymy się tym możliwościom, możemy zacząć korzystać z niektórych z nich i przekształcać je za pomocą funkcji elektronicznych, więc nie musimy tak naprawdę projektować rzeczy od podstaw.

Drugą korzyścią jest to, że w dobie IOT i inteligentnych środowisk mamy tendencję do umieszczania czujników wszędzie, ale nie da się wszystkiego efektywnie zbudować w skali, o której myślimy przyszłość. A jeśli zaprojektujemy wszystko sztucznie, możemy umieścić w środowisku rzeczy, które również niszczą środowisko, ponieważ wszystkie są wykonane z krzemu lub mentalu. Jak zatem zwiększyć skalę? Rośliny mogą pomóc nam odpowiedzieć na to pytanie.

Według mnie, jeśli dostosujemy się do tych naturalnych możliwości, możemy spróbować zrównać się z naturą. Nazywam to projektowaniem konwergentnym. W tej chwili nasze inicjatywy proekologiczne są zawsze na uboczu. Mówimy: „OK, skoro zniszczyliśmy tę część środowiska, jak możemy to teraz naprawić?” Hybrydyzując z naturą i tworząc cyborgi, nie będziemy bierni w naszych wysiłkach. Możemy być aktywni i dostosowywać swój rozwój technologiczny do samej natury.

Jakiego rodzaju urządzenia i projekty infrastruktury przewidujesz na tę hybrydową przyszłość?

Mój obecny projekt nazywa się Cyborg Botanika. Obecnie wykorzystujemy rośliny głównie jako rośliny spożywcze, ale w niektórych kulturach azjatyckich rośliny wykorzystuje się również jako mosty. Przechodzą z jednej strony rzeki na drugą i służą jako samorosnący most. To jedna aplikacja, w której można pomyśleć o stworzeniu architektury z drzewa. Albo pomyśl o naturalnym silniku, o którym wspomniałem. Rośliny mogłyby stać się platformami monitorującymi, na których mogłyby monitorować jakość wody, toksyczność lub zanieczyszczenie, a wtedy nie musielibyśmy instalować sztucznych czujników.

Inne aplikacje mogłyby łączyć się ze światem cyfrowym. Obecnie pracuję nad rośliną, którą można sterować za pomocą oprogramowania, więc klikasz na liście rośliny i liście się zamykają. Staje się to rodzajem dwukierunkowej komunikacji między rośliną a komputerem. Liść działa jak wyświetlacz.

Rośliny, jako organizmy żywe, mają swój własny interes i nie zawsze przestrzegają zasad, które dla nich ustalamy. Na przykład korzenie drzew rosną w betonie, a krzewy w rynnach. Zatem pielęgnacja ich może być trudniejsza niż urządzeń stworzonych przez człowieka. Jakiego rodzaju wyzwania stoją przed roślinami cyborgami, których nie udałoby się osiągnąć w przypadku urządzeń syntetycznych?

W tym projekcie kieruję się dwiema zasadami, które mogą utrudnić sprawę. Po pierwsze, nie należy szkodzić roślinie, a po drugie, nie należy szkodzić środowisku. Na przykład, jeśli uprawiam coś w roślinie lub robię coś w środowisku, nie powinno to zaszkodzić zwierzęciu, które mogłoby podejść i to zjeść.

Badanie możliwości i interpretowanie ich znaczenia może być również wyzwaniem. Kiedy słucham sygnałów elektrycznych rośliny, muszę być w stanie stwierdzić, że jeden sygnał miał miejsce, ponieważ włączyło się światło, a drugi, ponieważ włożyłem coś do gleby. Bazując na tych dyskretnych interpretacjach, jestem w stanie naprawdę przestudiować system roślinny i dowiedzieć się, czy jest to właściwy rodzaj systemu do zastosowania w moim przypadku.

Widać, że cenisz rośliny. Ciekawi mnie, czy uważasz, że rośliny mają sprawczość i czy potrafią odczuwać przyjemność i ból?

Bardzo ważne jest, aby wspomnieć, że rośliny nie mają nerwów tak jak ludzie. Rośliny nie mają emocji, ale mają sygnały ewolucyjne. Są to systemy na pewnym poziomie. Próbuję interpretować te sygnały ewolucyjne, ale nie są to sygnały emocjonalne. Są to po prostu reakcje na środowisko. Ale ostatecznie są to wciąż żywe systemy. Poprzez Elowana wzmacniam to, co roślina już chce zrobić.

Zalecenia redaktorów

• Poznaj artystę z MIT, który buduje za pomocą grzybów i maluje za pomocą rojów dronów
• Climeworks chce oczyścić atmosferę za pomocą floty odkurzaczy wielkości budynku
• Czy żyjemy w symulacji? Naukowiec z MIT twierdzi, że jest to bardziej prawdopodobne niż nie