根を置いている - ロボット植物

どの植物が地下に到達するかのロボットモデル

庭、牧草地、または森林を見るとき、ほとんどどの植物も半分が地下にあるということを人々はしばしば忘れる。茎、葉、そして花はかわいらしい。しかし、植物の根は、醜く目には見えないけれども、たぶん彼らのもっとも巧妙な部分だ。それらは、育っている土壌の物理的特性と化学的構成についての情報を集め、それをどちらの方向に育ち続けるのかを決めるために使う。それらは、ミミズ、モグラ、そして人造のドリルが費やすエネルギーのほんの一部を使って、地面を貫通することができる。植物の根は、それ故に、地下探検のために知られるもっとも効率的な仕組みだ。

しかし、たぶん、もうそれほど長いことではない。ポンテデーラのイタリア技術研究所のバーバラ・マッツォライに率いられた、プラントイド計画について働く研究者たちは、よりよくはないとしても、本物と同じくらい良いロボットの植物の根を開発したいと思っている。そうする中で、彼らはいかに実際の根が機能するか理解し、土壌汚染を監視し鉱物を捜し水を探すかもしれない機会を案出しようとしている。

マッツォライ博士がロンドンの自然史博物館での会議で7月29日に部分的試作品を実際に動かして見せることを計画しているそのプラントイドは、紫外線によって凍らせることができる種類の液体プラスティックの貯蔵庫を含んだ中央の茎を含むだろう。半ダースの円柱状の根がこの茎から枝分かれし、そのプラスティックは貯蔵庫から先端にこれらを通って流れる。本物の根の中のように、その先端は特化された構造になる。(根の成長を動かす浸透する細胞の群である)分裂細胞を含む円錐になる代わりに、それはモーター、発光ダイオード、そして電池を含んだ円錐になるだろう。そのモーターは根を通して液体プラスティックを吸い、それを円錐の周縁に押す。そこにつくと、その液体はダイオードからの紫外線によって固くなり、円柱を伸ばし円錐をその土壌中更に深く入らせる。実生活のように、その根の成長の優しいが容赦のない圧力は、一度に1ミリに満たない距離で土壌中を進むことができるようにするには十分であって当然だ。その研究者たちは、その試作品のロボットの根が、実際の土壌の中で1メートルまで浸透できるよう期待している。

成長の方向は、同じように円錐に貯められる、電気粘性流体として知られる素材によって支配される。そのような流体は、電流がそれらに流れるときにより粘性となり、電池からの電流を使って根の片方だけの粘性を変えることは、成長の方向を変える原因となる。

その試作品で欠けている一つのことは、根の環境に反応する管理の仕組みだ。その計画は、次の世代の円錐に、その根が見つけるよう設計されたものは何でも、探すセンサーをつけ、それに応じて成長を管理することだ。これらのセンサーへのソフトを書くことは、いかに本物の根が機能するかをまねするかもしれない。マッツォライ博士によれば、それについて最初に尋ねた人物はチャールズ・ダーウィンだったという。彼は答えを思いつくことができず、130年後にも誰もできていない。
 

発行日: 
2013-07-27
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