Roboter als Pflanzen-Architekten
Roboter und Sensortechnik gestalten die Pflanzenarchitektur der Städte von morgen: Im EU-Projekt "Flora Robotics" arbeiten Forscher daran, diese Vision Wirklichkeit werden zu lassen.
Pflanzen, die wachsen wo und wie man will und bei Licht-, Nährstoff- oder Wassermangel auf sich aufmerksam machen: Solch intelligente Pflanzen sind zwar noch Zukunftsmusik. Doch die Vision ist keinesfalls unrealistisch. Im Gegenteil: Im EU-Projekt „Flora Robotics“ arbeiten polnische, dänische und österreichische Forscher unter der Leitung von Wissenschaftlern der Universität Paderborn seit 2015 an Robotern, die den Traum der Pflanzenarchitektur von Morgen Wirklichkeit werden lassen.
Roboterschwärme lassen Pflanzen wachsen
"Diese intelligenten Pflanzen sollen künftig - von Roboterschwärmen angeleitet - unsere Städte architektonisch beleben: Von der kontrolliert begrünten Wand bis hin zu ganzen Häusern aus lebender Biomasse", erläutert Heiko Hamann vom Heinz Nixdorf Institut und Institut für Informatik der Universität Paderborn das Projekt. Das Projekt, an dem Informatiker, Robotiker, Zoologen, Zellbiologen, Mechatroniker und Architekten beteiligt sind, wird durch den Forschungsrahmen der Europäischen Union „Horizon 2020“ mit rund 3,6 Mio. Euro gefördert.
Damit die Kommunikation zwischen Menschen, Pflanzen und Maschine auf hohem Niveau möglich wird, entwickeln die Forscher "biohybride Gesellschaften" aus Roboterschwärmen und Pflanzen. Neben Hochintensitäts-LEDs und Vibrationsmotoren, welche das Pflanzenwachstum kontrollieren, nutzen die Forscher blaues Licht als Lockmittel, um die Wachstumsspitze der Pflanzen in die gewünschte Richtung zu lenken. Im Gegenzug nutzen sie Licht im sogenannten "far-red"-Bereich oder Vibrationstöne, um Pflanzen abzuschrecken oder im Zaun zu halten.
Pflanzen und Roboter sollen im Projekt "flora robotica" künftig untereinander und mit dem Menschen kommunizieren können.
Vermittler zwischen Pflanze und Mensch
Die Herausforderung dabei ist jedoch der Aufbau eines entsprechenden Netzes, das die Kommunikation zwischen Pflanze und Mensch erst ermöglicht. Im Projekt wollen die Forscher dafür völlig neuartige Kommunikationskanäle kreieren, die sowohl das kurzfristige wie auch das langfristige Wachstum der Pflanzen beeinflussen können. "Die Roboter können den Pflanzen mitteilen, in welche Richtung sie wachsen sollen und die Pflanzen können den Robotern bekannt geben, was sie dafür brauchen“, erklärt Hamann. Dafür nutzen sie eine Vielzahl vorhandener Sensoren, wie optische oder Abstandssensoren. Darüber hinaus entwickeln sie aber auch komplett neue sensorische Fühler, die etwa Biomasse oder Saftfluss messen.
Baumeister der Zukunft
Mithilfe des Roboters als Dolmetscher und Vermittler wird so die Kommunikation zwischen Mensch und Pflanze erstmals möglich. Denn der Roboter erfährt von der Pflanze, ob es an Licht , Nährstoff oder Wasser fehlt und gibt die Information in „Echtzeit“ an den Menschen weiter, der sofort reagieren und Abhilfe schaffen kann. "Wir Menschen können somit erstmals strukturiert, gezielt und geplant an einer völlig neuartigen Pflanzenarchitektur arbeiten", erläutert Hamann. Über den Roboter bekommen die Forscher aber auch von der Pflanze Informationen, ob diese gerade die jeweilige gewünschte architektonische Form bildet oder ihr Wachstum anders ausrichten muss. Die Forscher sind schon jetzt davon überzeugt: Mit solch intelligenten Pflanzen als „Baumeister“ könnten zukünftig ganze Städte nachhaltig neu gestaltet werden. Dass die Kommunikation tatsächlich funktioniert, konnte das Team um Hamann an verschiedenen Pflanzenarten wie Bambus, Bohnen, Bananen oder Tomaten bereits beweisen.
bb
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