Jammen met planten

Doe de enquete na afloop

Hoe voelt het om op gelijke voet te staan met techniek en de natuur, in plaats van erboven? Een synthesizer, een plant en een mens, hebben gemeen dat elektrische stromen door hen heen lopen. Dat kan bijvoorbeeld elektriciteit zijn, geladen deeltjes, of een (membraan-) potentiaal.

Kunstenaar-onderzoekers Christiaan Zwanikken en Marc Marc hebben elektrische circuits gemaakt, waar mensen en planten onderdeel van kunnen worden met behulp van sensoren. In deze opstelling worden planten gestimuleerd door elektrische signalen en hun reactie wordt via elektrodes doorgegeven aan verschillende modules. Jij kan die signalen beïnvloeden door de plant aan te raken. Hierdoor kan je zowel elektrisch invloed op de plant hebben, door bijvoorbeeld de elektronische weerstand te veranderen, maar je wekt misschien ook wel een fysiologische response in de plant op. 

Ook is het mogelijk jezelf met elektrodes koppelen aan de elektrische modules en aan de plant. Dat kan in je eentje, aan je eigen plant, of met meerdere mensen tegelijk aan een plant.

De elektrische stroompjes, zijn zeer klein en voel je niet – ze zijn ongevaarlijk. Het is vergelijkbaar met die van een leugendetector. Maar als je het toch niet fijn vindt, dan kun je op elk moment stoppen met je deelname aan dit experiment. Als je het allemaal wat spannend vindt maar wel interessant dan kun je ook gewoon kijken en luisteren.

De signalen die de plant in worden gestuurd kunnen ook bestaan uit geluidsgolven. De reactie van de plant op die geluidsgolven kun jij beïnvloeden. Doe je dit tegelijk, samen met anderen dan maken jullie muziek en zijn jullie aan het jammen met de planten!

De geluiden kunnen variëren van vreemdsoortig tot spat zuivere en heldere tonen.  Op deze manier komen mens, natuur en technologie tot een symbiose. Nu kan je beginnen met jammen! Maar als je geïnteresseerd bent in de technologie erachter volgt hieronder een voorproefje.

De elektrische circuits

De circuits bestaan uit verschillende onderdelen:

(1): de plant;

(2): de mens, die, door parallel in verbinding te staan met de plant, de weerstand verlaagt;

(3): Interface modules VIA (Versatile Instrumentation Amplifier, beschouwt de plant als weerstand) en CAPS (Controlled Audio Plant System, beschouwt de plant als codensator);

(4): Diverse signaal verwerkingsmodules zoals de LSG (Level Shifting & Gainer, verschuift de frequentie naar een voor de mens hoorbare frequentie en vergroot de amplitude);

(5): Elektrische schakelingen die de verschillende onderdelen met elkaar verbinden en

(6): Geluid en beeld opwekkende modules.

Er zijn twee verschillende methoden om geleidbaarheid van planten uit te drukken in een elektrische stroom.

Methode 1: De plant als variabele weerstand (VIA)

In deze methode is de plant een onbekende weerstand in een elektronisch circuit, zoals hiernaast weergegeven. Dit elektronisch circuit wordt een brug van Wheatstone genoemd. Deze brug wordt gebruikt voor het nauwkeurig meten van een gelijkblijvende of veranderend elektrische weerstand, in dit geval van de plant.

In het geval waar  variabel is (zoals in de afbeelding), zal  afgesteld moeten worden om de balans van de brug te herstellen. Als de balans namelijk hersteld is, staat de voltmeter op 0 en dan weten we wat op dat moment de weerstand van de plant is. Deze weerstand kan vertaald worden in een voltage.  Met dit voltage, de control voltage (CV), kan vervolgens beeld en geluid gegenereerd worden waardoor mensen de elektrochemische toestand van de plant indirect kunnen waarnemen. Ook kunnen mensen d.m.v. toenadering en aanraking invloed uitoefenen op de plant en wordt de mens op die manier ook onderdeel van de brug van Wheatstone en het uit balans brengen ervan.

Versterken en filteren

De variaties die in de plant optreden zijn te klein om te gebruiken als CV. De variaties  zullen dus versterkt moeten worden met een instrumentatieversterker die het voltage 5 tot 12.000 keer kan versterken. Tot slot is het mogelijk dat er storingen op deze lijn zitten als gevolg van een brom van het elektriciteitsnet die de plant oppikt. Dit kan worden weg gefilterd m.b.v. een low pass filter. Dit is een filter dat signalen verzwakt met een frequentie hoger dan de vooraf ingestelde drempelfrequentie. De storingen hebben doorgaans een hogere frequentie dan de planten. Nadat de storingen zijn weg gefilterd zal het signaal meer ‘clean’ zijn. Het nadeel hiervan is dat er mogelijk ook signaalfrequenties worden weg gefilterd die door de plant zelf opgewekt worden.

Methode 2: de plant als condensator (CAPS)

In deze methode wordt de plant als condensator beschouwd en zullen er meerdere planten tegelijk worden aangesloten. Een condensator is een elektrische component waar elektrische lading in kan worden opgeslagen (zoals bijv. een oplaadbare batterij). Een plantencel kan ook gezien worden als een condensator omdat er over het celmembraan een membraanpotentiaal staat en dus een elektrische lading is opgeslagen. Dit potentiaal ontstaat doordat het membraan niet even permeabel is voor elk ion en door de verschillende concentratiegradiënten van positieve en negatieve ionen.

2 elektrodes zullen op het blad van een plant worden bevestigd en deze zullen worden aangesloten op een frequentiegenerator. In de frequentiegenerator wordt de frequentie die bij de generator hoort weggehaald en vervangen door de frequentie van het blad. Op deze manier bepaalt de capacitieve eigenschap van het blad, hoeveel lading er op dat moment is opgeslagen in het blad, de frequentie. In de praktijk is de capaciteit van een plant of blad erg klein, daarom is een instrumentatieversterker essentieel voor het waarnemen van veranderingen in voltages.

Als een mens de plant aanraakt, dan verandert de capacitieve eigenschap van het blad, omdat de mens daar onderdeel van wordt. Daardoor beintvloedt de mens ook de outputfrequentie.

Hiermee wordt de plant een soort instrument dat bespeeld kan worden. Van de meest vreemdsoortige tot spatzuivere geluiden kunnen gezocht worden door de bespeler. Op deze manier komen mens, natuur en technologie tot een symbiose.