Elowan är en cyborgväxt som kan röra sig mot ljuset

Det är lite som säger vad framtiden har att erbjuda för teknik. Flygande bilar, som en gång troddes vara en 1900-talssäkerhet, har knappt tagit sig upp från marken. Facebook, en gång ett verktyg för att betygsätta college-medarbetare, har blivit ett av demokratins största hot. Och vem utom Jeff Bezos skulle ha trott att onlinebokförsäljning kunde förvandlas till 150 miljarder dollar?

Så det låter inte så tokigt när Harpreet Sareen, en designer vid Massachusetts Institute of Technology Media Lab, säger att våra städer en dag kan vara frodiga med växt-robothybrider. Som en modern Dr. Frankenstein – eller, eh, Plantenstein? — hans vision är att ge växter ett nytt slags liv.

Stiga på Elowan, en cybernetisk anläggning som presenterades denna månad av Sareen och hans team. Tjudd av några trådar och silverelektroder rör sig växt-robothybriden som svar på växtens ljuskrav. När ljus lyser på dess löv, framkallar växten bioelektrokemiska signaler, som elektroderna upptäcker och överför till den hjulförsedda roboten nedanför. Roboten rör sig sedan mot ljuset.

Elowan är mer än bara en växt på hjul. Sareen och hans kollegor hävdar att deras projekt är ett exempel på delvis organiska, delvis artificiella enheter som kan bli vanligare i framtiden. Många av de funktioner vi hittar inom elektronik – till exempel förmågan att känna av omgivningar och visa data – fanns först i naturen. Och de är ofta mer effektiva och motståndskraftiga i den naturliga världen, mindre benägna att slita, slita och skada miljön. Genom att identifiera och tolka hur växter fungerar hoppas forskarna kunna förvandla dem till biohybrider som driver, övervakar och konvergerar med deras tekniska omgivning.

Det här är inte det första växt-robot-partnerskapet vi har stött på. Vincross VD Sun Tianqi skapade en robot med uppgift att hålla en suckulent vid liv genom att övervaka dess omgivning. Men Elowan kan vara den mest intressanta. Det tar partnerskapet ett steg längre genom att direkt koppla samman anläggningen med maskinen.

Vi pratade med Sareen om hans projekt och hans vision för en värld av cybernetiska växter. Denna intervju har redigerats och komprimerats för tydlighetens skull.

Digitala trender: Vad motiverade dig först att bygga en cyborganläggning?

Harpreet Sareen: Jag har varit intresserad av två aspekter av forskning kring naturen. En är hur vi studerar förmågan i naturen för att driva våra framtida nya interaktionsenheter. Just nu bygger vi allt ur den konstgjorda världen. Det är ett väldigt industriellt sätt att tänka. Vi designar allt artificiellt från grunden.

I min forskning har jag hittat många förmågor som vi kan använda i den naturliga världen. Till exempel har växter faktiskt elektriska signaler inuti dem som liknar konstgjorda kretsar. Det inspirerade mig att tänka på nya förmågor. Så jag ville visa hur det skulle vara om växten hade rörlighet eller kunde gå som en människa, men kunde drivas av växten själv.

Hur kan du översätta anläggningens elektriska signaler till rörelse?

Växter reagerar på många miljöfaktorer. På morgonen försöker växter till exempel orientera sig mot solen i öster. Eftersom solen fortsätter att röra sig under dagen, orienterar de sig mer för att få maximalt solljus. Så de reagerar på saker som ljusförhållanden, gravitationsförändringar, föroreningar i jorden och insekter som försöker äta deras löv. När det händer försöker växten internt att kommunicera med sina andra organ. Den kommunikationen är en elektrisk signal. Det är faktiskt en bioelektrokemisk signal.

Med Elowan placerade jag kretsar på anläggningen för att läsa dessa signaler och kunde läsa dem genom att bara röra växten eller ändra dess miljö. Jag upptäckte att dess signaler var riktigt tydliga när jag ändrade ljusförhållandena. Till den här roboten har jag lampor uppsatta i båda riktningarna, som jag tänder och släcker. Under övergången produceras signalen och den signalen går till roboten för att trigga roboten att röra sig åt vänster och höger.

Din idé är då att använda växtens inbyggda fysiologi som ett slags naturligt kretssystem. Och du vill byta ut konstgjorda kretsar med naturliga.

På ett bredare plan är det vad jag har försökt kommunicera här. Men som interaktionsdesigner är jag fokuserad på hur interaktioner [mellan människor och maskiner] fungerar just nu.

Två saker händer när vi använder digitala enheter – avkänning och visning. När vi sitter framför en dator försöker datorn nästan känna av vad jag vill göra, och den försöker ge en utdata utifrån det. Sedan finns det display, som kommer ut som gränssnitt som vi ser i den digitala världen. Vi skapar dessa konstgjorda elektroniska enheter för att känna och visa, men växter har redan sådana möjligheter.

Växter är självförsörjande, självregenererande och självtillverkande. De rör sig och ändrar färg. Bladen öppnas och stängs och växer. De kan tjäna som inspiration för vår elektronik. Växter kan vara den bästa sortens elektronik vi redan har i miljön, saker som vi bara kan sträva efter att skapa på konstgjord väg. Eftersom vi inte har kunnat återskapa dem, varför inte bara anpassa designen till naturen? Jag tror att framtiden för interaktionsdesign kommer att sätta gränssnitt inom naturen själv.

Vilka är några av de tydliga fördelarna du ser med att ha en hybridenhet snarare än enbart syntetiska?

Den här processen att hybridisera med naturen skulle vara ett paradigmskifte som skulle få oss att tänka på hur vi designar framtida enheter. Till exempel absorberar växter kontinuerligt vatten, som små motorer i miljön. Växter öppnar och stänger, fungerar som en display. Om vi ​​tittar på dessa förmågor kan vi börja använda några av dem och förvandla dem med elektroniska funktioner, så att vi inte behöver designa saker från grunden.

Den andra fördelen är att i en tid präglad av IOT och smarta miljöer tenderar vi att sätta sensorer överallt men det kommer inte att vara möjligt att bygga allt effektivt med den skala vi tänker på framtiden. Och om vi designar allt på konstgjord väg kan vi lägga in saker i miljön som också förstör miljön, eftersom de alla är gjorda av kisel eller mentala. Så hur skalar vi upp? Växter kan hjälpa oss att svara på den frågan.

Som jag ser det, om vi anpassar oss till dessa naturliga förmågor, kan vi försöka vara konvergenta med naturen. Jag kallar detta konvergent design. Just nu ligger våra miljösatsningar alltid på bakfoten. Vi säger: "Okej, nu när vi har förstört den här delen av miljön, hur fixar vi det nu?" Genom att hybridisera med naturen och skapa cyborgs kommer vi inte att vara passiva i våra ansträngningar. Vi kan vara aktiva och anpassa vår tekniska utveckling till naturen själv.

Vilken typ av enheter och infrastrukturdesigner föreställer du dig för denna hybridiserade framtid?

Mitt nuvarande projekt heter Cyborg Botany. Just nu använder vi växter främst som matgrödor, men växter i vissa asiatiska kulturer används också som saker som broar. De går från ena sidan av floden till den andra sidan och de används som en självväxande bro. Det är en applikation där du kan tänka dig att skapa arkitektur av ett träd. Eller tänk på den naturliga motorn jag nämnde. Växter kan bli övervakningsplattformar där de kan övervaka vattenkvalitet, toxicitet eller föroreningar, och då behöver vi inte använda konstgjorda sensorer.

Andra applikationer kan ansluta till den digitala världen. Jag arbetar för närvarande på en växt som kan styras med mjukvara, så du klickar på växtens blad och löven stängs. Det blir en sorts dubbelriktad kommunikation mellan anläggningen och datorn. Bladet fungerar som en display.

Som levande organismer har växter sitt eget egenintresse och följer inte alltid de regler vi har satt upp för dem. Till exempel växer trädrötter genom betong eller buskar växer i rännor. Så de kan faktiskt vara svårare att ta hand om än konstgjorda enheter. Vilken typ av utmaningar möter du med cyborgväxter som inte skulle göra det med syntetiska enheter?

Det finns två principer jag har i det här projektet som kan göra saker svåra. Den ena är att växten inte ska skadas och den andra är att miljön inte ska skadas. Till exempel, om jag odlar något inuti växten eller om jag gör något i miljön, bör det inte skada ett djur som kan komma runt och äta det.

Det kan också vara utmanande att studera förmågor och tolka vad de betyder. När jag lyssnar på anläggningens elektriska signaler måste jag kunna se att en signal hände för att ljuset tändes och en annan signal hände för att jag lagt något i jorden. Baserat på dessa diskreta tolkningar kan jag verkligen studera ett anläggningssystem och ta reda på om detta är rätt typ av system att använda för min applikation.

Du värdesätter uppenbarligen växter. Jag är nyfiken på om du tycker att växter har verkan och om de kan känna njutning och smärta?

Det är mycket viktigt att nämna att växter inte har nerver som människor har. Växter har inga känslor men de har evolutionära signaler. De är system på någon nivå. Jag försöker göra tolkningar av dessa evolutionära signaler, men de är inte emotionella signaler. De är bara reaktioner på miljön. Men i slutet av dagen är de fortfarande levande system. Genom Elowan förstärker jag det som växten redan vill göra.

Redaktörens rekommendationer

• Möt MIT-konstnären som bygger med svamp och målar med svärmar av drönare
• Climeworks vill rengöra atmosfären med en flotta av byggnadsstora dammsugare
• Lever vi i en simulering? Denna MIT-forskare säger att det är mer troligt än inte