Pflanzen zum Anziehen: LivingLoom webt Samen in Textilien
Die Beziehung des Menschen zu Pflanzen ist weitgehend zweckorientiert und dient unseren Bedürfnissen. In der Regel essen wir sie oder stellen Dinge aus ihnen her.
Forscher des College of Human Ecology (CHE) haben einen Design- und Herstellungsansatz entwickelt, der diese Lebewesen zu Begleitern des Menschen macht. Die Samen werden in Hydrogelmaterial eingewebt, das unter anderem für Haarbänder, Armbänder, Hüte und Sandalen verwendet wird. Die Samen wachsen bei richtiger Pflege zu Sprossen heran.
„Während des größten Teils der Menschheitsgeschichte haben wir Seite an Seite mit Pflanzen gelebt, sie wurden von den Menschen genutzt, um sie als Nahrung zu verwenden oder zu Garnen für Stoffe zu spinnen“, sagt Cindy Hsin-Liu Kao, außerordentliche Professorin für Human Centered Design (CHE). „Wir sind wirklich daran interessiert, darüber nachzudenken, was es bedeuten könnte, wenn wir eine wechselseitige, kollaborative Beziehung zu Pflanzen aufbauen könnten. Könnte uns dies dabei helfen, unsere Beziehungen zur Umwelt neu zu gestalten und eine nachhaltigere Zukunft anzustreben?"
Ein berührungssensitives Haarband gehört zu den potenziellen Anwendungen von LivingLoom, einem Designforschungs- und Herstellungskonzept, das lebende Pflanzen in Textilien integriert. Weitere Anwendungen sind ein schützender Hut, ein Gartenkissen, eine gewebte Tasche aus Rattan und Sandalen, die zu Aktivitäten im Freien anregen.
Jingwen Zhu, Doktorand im Bereich Human Behavior Design, ist der Hauptautorin von “LivingLoom: Investigating Human-Plant Symbiosis Through Integrating Living Plants Into (E-)Textiles", das am 25. April veröffentlicht und von Zhu auf der Association for Computing Machinery Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '25) vom 26. April bis 1. Mai in Yokohama, Japan, vorgestellt wurde. Die Arbeit wurde auf der Konferenz mit dem Best Paper Award ausgezeichnet, eine Auszeichnung, die den besten 1 % der eingereichten Arbeiten vorbehalten ist.
LivingLoom ist eine Erweiterung eines Prototyping-Ansatzes namens Eco-Threads, der im Hybrid Body Lab von Kao entwickelt wurde. EcoThreads umfasst zwei Herstellungsmethoden - Nassspinnen und Fadenbeschichtung - zur Herstellung funktionaler Garne aus Biomaterialien.
Beim Nassspinnen werden Polymere in ein Koagulationsbad extrudiert, wo sich das Polymer zu Fasern verfestigt. Der entscheidende Unterschied bei LivingLoom: Chia-Samen werden in die Spinnlösung, ein Hydrogel, eingearbeitet, so dass das entstehende Garn Samen enthält, die bei richtiger Pflege wachsen können.
Die Garne, in die das Saatgut eingebettet ist, werden dann mit einem digitalen Jacquard-Webstuhl zu Textilien verwoben, die neuartige Textilstrukturen bilden, die Wasser speichern und die Wurzeln unterstützen. Durch diesen Prozess werden die Samen mit Nährstoffen, Wachstumsraum und Wasser ausgestattet und wachsen dann in pflanzenintegrierten Textilien.
Kao und ihre Gruppe führten eine tagebuchbasierte Nutzerstudie durch, um herauszufinden, wie Menschen pflanzliche Textilien im Alltag tragen und pflegen würden. Die Forscher rekrutierten 10 Teilnehmer, die drei Tage lang ein LivingLoom-Armband trugen und ihre Beobachtungen aufzeichneten. Das Experiment wurde im Spätsommer durchgeführt, so dass die Teilnehmer während der Teilnahme kurze Ärmel tragen konnten.
Die Teilnehmer wurden gebeten, das Armband drei Tage lang täglich zwei bis acht Stunden zu tragen. Danach gaben sie die Armbänder zurück und wurden vom Forschungsteam befragt. Wenn der Benutzer das Gerät abnahm, legte er es in einen Behälter, um die wachsenden Pflanzen zu schützen.
Laut Zhu sagten mehrere der Teilnehmer, dass sie bereits Erfahrung mit der Pflege von Zimmerpflanzen hätten, aber „das war das erste Mal, dass es sich um ein Wearable handelte, so dass die Nähe sehr eng war und tatsächlich eine sehr intime Beziehung zu der Pflanze entstand“. Andere beschrieben die Symbiose zwischen ihnen und der Pflanze: Wenn die Pflanze zum Beispiel Wasser brauchte, durften auch sie etwas trinken.
Die Teilnehmer würden auch am Morgen nach einer guten Nachtruhe Parallelen feststellen. „Sie setzten die Pflanzen nachts wieder in den Container“, sagte Zhu, "und am Morgen stellten sie fest, dass die Pflanzen größer geworden waren. Das war so ähnlich, wie wenn sie sich durch ausreichend Ruhe wieder aufladen würden.“
Kao sagte, dass Zimmerpflanzen während der Pandemie immer beliebter wurden, da die Menschen mehr Zeit zu Hause verbrachten, aber die Nähe zwischen dem Träger und dem LivingLoom macht die Beziehung noch enger. „Man hat diese lebenden Pflanzen, diese lebenden Dinge, direkt auf der Hautoberfläche und ich denke, dass wir diese Erfahrung nur selten machen“, sagte sie.
Die Beziehung wurde für einige Teilnehmer emotional, meinte Zhu.
„Eine Teilnehmerin sagte, dass sie sich verbunden fühlte, als sie aufwachte und sah, dass die Sprossen wirklich gut wuchsen“, sagte sie. "Und eine Teilnehmerin bemerkte, dass sie sehr traurig gewesen sei, als eine der Sprossen abfiel, weil sie so nah an ihrem Körper war und sie sich dadurch sehr verbunden fühlte.
Zu den anderen potenziellen Einsatzmöglichkeiten der LivingLoom sagte Zhu: „Viele Leute waren der Meinung, dass der Hut und das Haarband sehr sinnvoll seien, da es sich um einen Bereich handelt, in dem die Menschen von Natur aus dekorative Accessoires tragen, die sie bei ihrer Tätigkeit nicht wirklich stören, und der von Natur aus dem Sonnenlicht ausgesetzt ist.“
Kao sagte, dass die LivingLoom auch in der digitalen Landwirtschaft und Lebensmittelwissenschaft Anwendung finden könnte. „Zusätzlich zum Saatgut können wir digitale Spuren und in das Garn eingebettete Sensoren einflechten, die zum Beispiel für die automatische Überwachung des Bodenzustands verwendet werden könnten“, sagte sie. „Es gibt ein großes Potenzial an Anwendungsfällen - nicht nur im Bereich der Wearables, sondern auch für unsere Umwelt.“
Weitere Co-Autoren sind Samantha Chang und Ruth Zhao, eine Studentin an der University of Pennsylvania.
Dieses Projekt wurde von der National Science Foundation, dem Cornell Atkinson Center for Sustainability Academic Venture Fund und dem College of Human Ecology Faculty Sustainability Research Grant unterstützt.
Tom Fleischman, Cornell Chronicle