Städte architektonisch beleben: von der kontrolliert begrünten Wand bis hin zu ganzen Häusern aus lebender Biomasse – so beschreibt Professor Doktor Heiko Hamann vom Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn seine Vision.
Um sie Wirklichkeit werden zu lassen, werden sbiohybride Gesellschaften aus Roboterschwärmen und Pflanzen entwickelt. Die Roboter fungieren als Baumeister, die das Pflanzenwachstum steuern und auf diese Weise innovative architektonische Gebilde buchstäblich wachsen lassen. Diese reichen von lebendigen Mauern, über Möbel, bis hin zu ganzen Häusern.
Roboter als Dolmetscher
Die Roboter kommunizieren aber nicht nur mit den Pflanzen, sondern geben diese Gespräche auch an die Menschenwelt weiter. Forscher erhalten dadurch erstmals Echtzeit-Informationen über den Zustand der Gewächse.
Liegt beispielsweise Nährstoffmangel vor, können sie darauf reagieren, bevor die Pflanze Schaden nimmt. Umgekehrt können die Menschen den Pflanzen über die Roboter Informationen zukommen lassen. Etwa, ob die Pflanze gerade in die gewünschte Form wächst oder ob sie ihr Wachstum anders ausrichten muss.
Die Sprache, die Pflanzen verstehen
Eine der großen Herausforderungen im Projekt Flora Robotica ist der Aufbau des Kommunikationsnetzwerkes zwischen Pflanzen, Menschen und Robotern. Dazu wurden Kommunikationskanäle entwickelt, 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“, fasst es Professor Heiko Hamann zusammen.
Das Pflanzenverhalten wird von den Robotern mittels LEDs und Vibrationsmotoren kontrolliert. Hinzu kommen äußere Impulse wie blaues oder rotes Licht, das anziehend beziehungsweise abstoßend wirkt.
Das Zusammenspiel zwischen Robotern und einer Vielzahl verschiedener Pflanzenarten wie Bambus, Bohnen, Bananen oder Tomaten ist bereits erfolgreich getestet worden.
Am Puls der Pflanzen
Damit Roboter und Pflanzen miteinander kommunizieren, braucht es eine Vielzahl von Sensoren, etwa Abstandssensoren und anderen optische Messgeräte. Zusätzlich wurden aber auch neue Technologien entwickelt: Transpirationssensoren zum Beispiel, oder Biomasse-Sensoren, die auf der Verzerrung von elektromagnetischen Feldern basieren.
An dem von der EU geförderten Forschungsprojekt sind Informatiker, Robotiker, Zoologen, Zellbiologen, Mechatroniker und Architekten aus Deutschland, Dänemark, Österreich und Polen beteiligt. Insgesamt wird das Projekt mit rund 3,6 Millionen Euro unterstützt.
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