佛羅倫薩專案:讓園丁瞭解植物的“語言”?


植物對於維持自然與人類生活之間的平衡至關重要。作為生物體,它們佔據著植物界中可以在陸地或水中生存的位置。植物和人類相互依存,共同維繫生命和可持續性,但無法分享彼此的情感聯絡。

但是,你能想象植物甚至可以說話並感受人類的情感嗎?是的,這不再僅僅是想象了。這是可能的。“佛羅倫薩專案”這項偉大的研究,讓園丁能夠理解植物的想法,並透過科學的方式與它們交流。

佛羅倫薩專案的建立

該專案是微軟研究院Studio99專案下的一項重大發現。該專案專門旨在鼓勵研究人員/工程師和藝術家/創作者之間的團隊合作,創造出能夠激發更好方法的創新實踐,以應對現有和未來的技術挑戰。

這是透過他們的駐地藝術家專案實現的,Helene Steiner對此產生了興趣。佛羅倫薩專案在自然語言處理、人機互動、工程和生物學團隊的幫助下得以實現,所有這些團隊都受到與自然界進行全新對話的想法的激勵。

佛羅倫薩專案的描述

自然有其自身的溝通語言,佛羅倫薩專案幫助我們深入理解這一點。園丁們堅信,植物會在他們與植物交談時做出回應,甚至可以透過這種方式更好地生長。自然環境的交流方式一直讓研究人員著迷。

許多這方面的研究清楚地表明,植物在受到傷害時會以生物資訊學的方式向其他植物釋放揮發性有機化合物 (VOC)。作為回應,其他植物也開始傳播類似的VOC。這是一種浪漫的概念,透過這種方式,它們可以繼續蓬勃發展。

人與自然的溝通

這種奇妙的溝通方式正是促使Helene Seiner啟動佛羅倫薩專案的原因,在微軟研究院,她採用了更具創造性的策略來融合創新與自然。由於佛羅倫薩專案,已證明植物可以相互作用。位於華盛頓州雷德蒙德的微軟研究院一直在搭建一條途徑,讓人們參與到這場對話中,而不僅僅是旁聽。

就像“佛羅倫薩專案”一樣,還有許多其他類似的專案正在進行。

但是,這個專案是Helene Steiner的博士後研究人員在其作為微軟研究院Studio 99專案駐地藝術家的期間全心投入的結果。她透過對如何與自然環境取得聯絡產生新的見解,證明了佛羅倫薩專案的潛力。

使用電脈衝進行交流

Steiner一年前將大部分精力都投入到佛羅倫薩專案中,現在完全有可能用電脈衝和化學物質的“方言”與花園裡的植物進行對話。由此產生的植物參與的對話有些神秘,但卻令人驚歎地富有詩意。

該專案向你展示瞭如何與植物聊天。該專案的主要概念是感測器載入的植物膠囊和電腦之間的互連性,透過它可以向植物傳送資訊,並相應地期待植物的回覆。因此,現在人們相信佛羅倫薩專案可以成為自然棲息地和機械世界之間的媒介。

不僅如此,佛羅倫薩專案還闡述了植物如何接收來自不同光頻的情感,並利用它來產生電反應。對植物訊號和自然語言處理進行了比較。當然,這是一項偉大的發現,它將植物提升為快速反應的主體,並與我們共同的棲息地進行了基礎性的對話。

佛羅倫薩專案的工作流程

佛羅倫薩專案技術圍繞一個配備感測器的膠囊展開,該膠囊連線到配套的計算機。當你在佛羅倫薩專案下開始溝通時,你可以在與植物系統相關的裝置的配套終端上鍵入任何你想要的內容,然後你的鍵入的訊息將傳送到 Azure 上託管的雲服務。

雲服務透過自然語言處理來檢查所有句子結構。然後將其轉換為刺激,就像彩色的燈光一樣。總而言之,當你寫資訊時,它會被對映到情感,無論它是積極的還是消極的。這些情感被轉換成類似莫爾斯電碼的閃爍序列,植物可以理解並做出回應。

例如,溫暖友好的情感可能會顯示為較長的紅色閃爍,因為它會促使植物開花。透過這種方式,植物會對各種光頻做出反應,以此來表達不同的情感並觸發植物的反應。佛羅倫薩專案中使用了不同型別的環境感測器,例如土壤溼度感測器、溼度感測器、氣溫感測器和大氣條件感測器、電反應感測器等。

連線裝置

裝置連線到植物的葉子或莖上。不斷觀察感測器以跟蹤植物環境的變化。與語言輸入相關的訊號被用來產生植物的反應。隨後的反應被轉換成輸入,並由語言樹和詞彙釋義驅動。經過上述過程後,佛羅倫薩專案透過相同的 Azure 雲通道回覆句子。

它利用從 Twitter 收集的與你的資訊具有相似語境的測試詞來回復。情感完全取決於感測器讀數,因此它們會受到植物情緒和一天時間的影響。整個轉換過程隨後透過位於植物底部的一個小型印表機傳達。

不同的植物有不同的反應方式來表達

一般來說,並沒有針對不同植物之間相互作用的特定語言。但是,它們確實使用電化學訊號來響應並在自身內部啟動過程。事實上,每個物種對刺激的反應方式都不同,並以自己的方式適應自己的需求。例如,一些植物會產生苦味物質進行防禦,而另一些植物,如含羞草,則會遠離物理接觸。

佛羅倫薩專案的潛在能力

然而,在植物交流領域還有很多有待探索的地方,包括自然界中各種“語言”的不可預測性,這隻有藉助新的感測器技術才能實現,這些技術將激勵其他人來理解這些交流模式。

與自然環境進行交流的機會,使我們能夠超越植物的物理特性。這可能會導致農業領域的新應用,例如在早期階段識別植物入侵,從而減少對殺蟲劑的需求。我們可以增強自然的反應過程,並透過觀察植物適應其環境來改變環境。

物有所值和努力

該專案對每個人都很有價值,並可以帶來與植物互動和獲取知識的機會,這對於城市環境和城市園藝非常必要。佛羅倫薩專案僅僅是與自然互動的一個首要案例。

它僅僅為生態評論、有機感測器和基因表達的未來研究和應用提供了基礎。甚至微軟也對此專案非常重視,並試圖探索更多關於植物與人之間對話的想法。

現在,佛羅倫薩專案已成為微軟多個部門關注的重要課題,微軟甚至計劃繼續對此課題進行研究。此外,Steiner 將與微軟的其他學術研究人員密切合作,進一步研究這項技術背後的核心科學,並精確地擴充套件該專案。

他們都對這項廣泛的研究抱有最好的希望,該團隊可以更精確地解讀植物的化學和電輸出,以更好地服務於植物本身。這將更容易更好地理解植物的脈衝。

更新於:2020年1月16日

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