El nuevo programa de DARPA contempla a las plantas como sensores discretos y autosostenibles, capaces de informar de forma programada y controlada de estímulos ambientales.
Pocos requisitos militares son tan permanentes como la necesidad de información oportuna y precisa. Para cumplir con esta demanda, el Departamento de Defensa invierte fuertemente en el desarrollo de poderosos sensores electrónicos y mecánicos, y en el reclutamiento y formación de sus operadores.
DARPA ha estado involucrada en la investigación en estos temas, desde los primeros días de la Agencia, desarrollando tecnologías como los satélites VELA y sismógrafos para asegurar el cumplimiento soviético del Tratado de Prohibición de Ensayos Nucleares. Hoy, casi sesenta años después, el panorama de seguridad nacional se ha vuelto mucho más complejo y los desafíos que supone monitorear la actividad distribuida son mucho más complicados. Los sensores tradicionales en servicio no siempre son óptimos para la tarea.
Afortunadamente, la naturaleza, el maestro de la complejidad, ofrece posibles soluciones. Con el nuevo programa Advanced Plant Technologies (APT), DARPA pretende que la próxima generación de recolectores de inteligencia sean plantas. El programa investigará tecnologías para diseñar sensores robustos, basados en plantas que sean autosostenibles en su entorno y puedan ser monitoreadas de forma remota utilizando el hardware existente.
La idea de DARPA para el APT es aprovechar los mecanismos naturales de las plantas para detectar y responder a estímulos ambientales, y ampliarlos para detectar la presencia de ciertos agentes químicos, patógenos, radiación e incluso señales electromagnéticas.
APT tiene como objetivo modificar los genomas de las plantas con el fin de programar en estos, tipos específicos de detección y mecanismos de respuesta discretos en presencia de estímulos relevantes, y hacerlo de una manera que no comprometa la capacidad de las plantas para prosperar.
Si el programa tuviera éxito, ofrecería una nueva plataforma de detección independiente de la energía, robusta, sigilosa y de fácil distribución. Dichos sensores también podrían encontrar aplicaciones fuera de las Fuerzas Armadas, haciendo posible, por ejemplo, que las comunidades identifiquen de manera segura las minas terrestres o las municiones sin explotar que hayan quedado de conflictos pasados o terrenos de prueba.
«Las plantas están muy en sintonía con sus entornos y manifiestan respuestas fisiológicas naturales a estímulos básicos como la luz y la temperatura, pero también en algunos casos al tacto, productos químicos, plagas y patógenos», dijo Blake Bextine, gerente del programa DARPA para APT.
«Las nuevas técnicas moleculares y de modelado pueden permitir la reprogramación de estas capacidades de detección e informe, para una amplia gama de estímulos, que no solo abrirían nuevos flujos de inteligencia, sino que también reducirían los riesgos de personal y los costos asociados con los sensores tradicionales».
Con el APT se pretende ir más allá de la práctica actual, que tiende a buscar solo un número mínimo de modificaciones. El objetivo de DARPA es modificar rasgos múltiples y complejos, para dar a las plantas nuevas capacidades que les permitan detectar e informar sobre numerosos estímulos.
Para tener éxito, sin embargo, el programa también debe abordar la forma en la que las plantas modificadas gestionan sus recursos internos y compiten en entornos naturales. Experimentos anteriores de este tipo han reducido la aptitud de las plantas modificadas mediante el desvió de los recursos necesarios para sostenerse. El APT buscará mejorar la forma en que las plantas obtienen y distribuyen sus recursos, y optimizar su aptitud para que las plantas modificadas prosperen a pesar de las interacciones anticipadas, con factores estresantes naturales como microbios, animales, insectos y otras plantas.
«El Advanced Plant Technologies es un programa de biología sintética, y al igual que con otros trabajos de DARPA en ese espacio, nuestro objetivo es desarrollar un sistema eficiente e iterativo para diseñar, construir y probar modelos de modo que lleguemos a disponer de una plataforma fácilmente adaptable que se pueda aplicar a una amplia gama de escenarios «, dijo Bextine.
Corresponderá a los investigadores La propuesta de qué plantas, estímulos y modificaciones es necesario buscar para las pruebas de concepto.
El trabajo inicial se llevará a cabo en laboratorios e invernaderos, así como en entornos naturales simulados, y se respetará toda la normativa federal aplicable con la supervisión adicional de los comités institucionales de bioseguridad. Si la investigación tiene éxito, se llevarán a cabo ensayos de campo en fase posterior bajo los auspicios del Servicio de Inspección de Sanidad Animal y Vegetal del Departamento de Agricultura de EE. UU., siguiendo todos los protocolos estándar para la bioseguridad de las plantas.
El APT dependerá de la tecnología existente en tierra, aire y espacio para monitorear de forma remota los informes de las plantas. Dichos sistemas ya son capaces de medir la temperatura de las plantas, la composición química, la reflectancia y el plan corporal, entre otras cualidades a distancia.
El programa APT no financiará el desarrollo de hardware nuevo para este propósito.
Fte.: DARPA
