Plantoidy czyli roboty inspirowane roślinami odpowiadają na wyzwania przyszłości. Można je wykorzystać do poszukiwania wody, w medycynie, a nawet w eksploracji kosmosu. Niezwykły potencjał roślin dostrzegli również biolodzy z UAM, którzy pracowali nad nowatorskim projektem - Flora robotica polegającym na skonstruowaniu bio-hybrydowej społeczności robotów i żywych roślin.
Bez roślin, najważniejszych żywych organizmów na Ziemi, nie moglibyśmy żyć. Florę wykorzystujemy do zaspokojenia naszych potrzeb od tysiącleci, ale dopiero niedawno pojawił się pomysł, by się od niej uczyć. W ten sposób powstają roboty inspirowane roślinami, a nawet żyjące domy.
Bliższe niż flora są nam zwierzęta, posiadające, jak my, mózg sterujący całym organizmem. Urządzenia, jakie tworzymy, np. komputery bazują właśnie na tym systemie. Tymczasem rośliny wybrały inną taktykę przetrwania - dystrybucję zdecentralizowaną, co znaczy, że nie posiadają głównego ośrodka kierującego ciałem. Ich strategia życiowa - i tu niespodzianka - okazuje się bardziej innowacyjna i elastyczna niż zwierzęca. Zdaniem znanego włoskiego naukowca Stefana Mancuso, rośliny dzięki rozproszonej strukturze opartej na współpracy poszczególnych części organizmu, nawet w obliczu katastrofy zachowują sprawność działania i szybko przystosowują się do zmian zachodzących w środowisku.
Niezwykły potencjał roślin dostrzegli biolodzy z UAM. W 2015 roku Zakład Biologii Molekularnej i Komórkowej Wydziału Biologii UAM pod kierownictwem dziekana, prof. Przemysława Wojtaszka włączył się w prace nad czteroletnim nowatorskim projektem - Flora robotica, prowadzonym przez sześć naukowych instytucji z Niemiec, Danii i Austrii. Badacze postanowili skonstruować bio-hybrydową społeczność, w której roboty i żywe rośliny byłyby ze sobą sprzężone i wzajemnie wpływały na swój rozwój. W takim układzie urządzenia instruują żywych partnerów, w jakim kierunku mają rosnąć, informują również ludzi, o stanie, w jakim znajdują się rośliny np. o poziomie stresu lub braku zasobów.
Zobacz też: Dr Andrzej Zieleziński. Sposób na superbakterie
Komunikacja między dwoma światami jest możliwa dzięki różnym detektorom, które mierzą zmiany pól elektromagnetycznych, transpirację (czyli parowanie wody z roślin) lub przepływ soków. Naukowcy wykorzystują też zdolność roślin do wzrostu w zależności od światła (fototropizm), by rozwijały się w pożądanym kierunku, a nawet bodźce mechaniczne, by ograniczyć ich wzrost. W doświadczeniach okazało się, że roboty potrafią współdziałać m.in. z bambusem, fasolą, bananowcem, fikusami, pomidorami i rzeżuchą.
Projekt Flora robotica zakładał m.in. powstanie żyjących elementów architektonicznych - murów i ławeczek, mebli, domów oraz ogrodów społecznościowych, które podniosą jakość życia mieszkańców zatłoczonych miast. Projekt może wspomóc rozwój nowoczesnych trendów, takich jak wertykalne ogrody (hodowanie roślin na pionowych ścianach budynków), zielone domy, umiejące przetwarzać gazy i produkować energię, czy żywe ściany instalowane w przestrzeni publicznej.
Wspomniany prof. Mancuso, zafascynowany życiem roślin, który prowadzi Międzynarodowe Laboratorium Neurobiologii Roślin przy Uniwersytecie we Florencji buduje roboty, jakich jeszcze nie było - plantoidy inspirowane roślinami. Wszystko zaczęło się od marzenia o stworzeniu urządzeń, które mogłyby eksplorować przestrzeń kosmiczną. Współpraca z Barbarą Mazzolai, wybitną badaczką w dziedzinie robotyki, która kieruje Centrum Mikrobiotyki we Włoskim Instytucie Technologii w Pizie pomogła spełnić to marzenie. Naukowcy zdobyli wsparcie Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) oraz z programu Future Emerging Technologies (FET), dzięki czemu powstał prototyp robota badającego glebę za pomocą mechanicznych korzeni zakończonych czujnikami. - Dzięki nim plantoidy odtwarzają możliwość percepcji gleby, natomiast “liście” z ogniwami fotowoltaicznymi wytwarzają energię potrzebną do działania urządzenia - wyjaśnia prof. Ewa Sobieszczuk-Nowicka z Wydziału Biologii, która w 2015 roku była na stażu u prof. Mancuso.
Plantoidy sprawdzą się w eksploracji Marsa. Zamiast jednego dużego robota naukowcy chcą wysyłać w teren wiele małych urządzeń, które na wzór nasion będą “kiełkować” w powierzchni planety i dokładnie badać obszar o dużej powierzchni. Kiedy urządzenie napotka w glebie przeszkody, sprawdza je i wysyła sygnały do laboratorium, gdzie są odczytywane. Plantoidy można wykorzystać również na Ziemi do odkrywania gruntów nadających się do uprawy np. w rejonach pustynnych. Roboty te skuteczniej niż inne urządzenia potrafią wyszukiwać substancje chemiczne, składniki odżywcze oraz wodę. Pojawił się nawet pomysł wykorzystania ich w medycynie np. w formie elastycznego endoskopu, który delikatnie poruszałby się wewnątrz ciała nie powodując podrażnień i uszkodzeń tkanek. Naukowcy liczą też, że w przyszłości samodzielnie poruszające się plantoidy będą służyć do monitorowania środowiska naturalnego i dostarczać nam informacji na temat jakości powietrza, żywności, wody i gleby.
Warto dodać, że prof. Mancuso napisał fantastyczne popularnonaukowe książki „Rewolucyjny geniusz roślin” (korzystałam z niej przy pisaniu artykułu) oraz „Błyskotliwa zieleń”, które zostały przełożone na polski. Pokazują one, że już czas, by ludzie zaczęli postrzegać rośliny jako żywe, inteligentne istoty zamiast sprowadzać je do roli tła i dekoracji.
