Представьте себе сценарий один: колоссальные автономные газовые роботы уничтожают гектары однородных сельскохозяйственных угодий.
Небо почернело и воняет смогом. Все деревья срублены, животных не видно. Пестициды распыляются в избытке, потому что люди больше не заботятся о сельском хозяйстве. Машины делают свое дело, производя огромное количество еды, чтобы накормить наше растущее население, но это не обходится без экологических издержек.
Или представьте второй сценарий: Маленькие роботы обрабатывают «мозаичные» участки из множества различных культур, работая вокруг деревьев, ручьев и диких животных в естественном ландшафте.
Они питаются от возобновляемых источников энергии, таких как солнце, ветер или, возможно, вода. Химические вещества ушли в прошлое, потому что роботы помогают экосистеме оставаться в гармонии, поэтому вредители и сорняки сдерживаются. В этом сценарии сельское хозяйство создает своего рода футуристический райский сад с голубым небом, зелеными пастбищами и чистым воздухом.
Из какого мира вы бы хотели, чтобы продукты питания приносили сельское хозяйство? Этим я получил награду «Риторический вопрос года».
В любом случае, это два будущего, которые вообразил Томас Даум, экономист по сельскому хозяйству в Университете Хоэнхайма, специализирующийся на продовольственной безопасности и устойчивом сельском хозяйстве в таких странах, как Уганда и Бангладеш.
В июле Даум опубликовал статью «Тенденции в экологии и эволюции». который представил эти два видения: экологическую утопию или антиутопию. Его целью было вызвать дискуссию. Тема? Как технологическая революция в сельском хозяйстве (также известная как «Сельское хозяйство 4.0») может сформировать наше будущее.
«Сегодняшнее сельское хозяйство должно измениться»
Даум очень обеспокоен тем, что разрушительному воздействию сельскохозяйственных технологий на окружающую среду не уделяется должного внимания. Стратегии смягчения последствий изменения климата, изложенные в Парижском соглашении, невозможно реализовать без изменения способов выращивания продуктов питания.
«Даже если вы измените все другие сектора, - говорит он, - если вы не измените сельское хозяйство, мы все равно не достигнем этих целей».
Ужасная ситуация
Даже в мире, где нет огромных сельскохозяйственных роботов, широкомасштабные методы ведения сельского хозяйства уже меняют окружающую среду. «Сельское хозяйство по своей сути является преднамеренным моделированием экологии определенного места», - говорит он. Эмили Райзман, географа среды обитания человека в Университете Буффало.
А уж лепка сейчас оставляет желать лучшего. Мы удаляем диких животных, деградируем почву, очищаем землю, чтобы лучше выращивать пищу, мы распыляем химикаты для защиты от вредителей и болезней.
Если ко всему этому добавить агротехнологии, картина ухудшится, и немало.
Природа на службе у машин?
Такие машины, как тракторы, комбайны и беспилотные летательные аппараты для мониторинга урожая, как правило, требуют контролируемой среды для эффективного функционирования. Для этого в индустриальном сельском хозяйстве необходимо в максимально возможной степени устранить непредсказуемые факторы.
Это может означать годы монокультуры на идеально ровных полях с небольшими вариациями роста, на которых одновременно созревают плоды. Это также может означать частое применение гербицидов, пестицидов и фунгицидов для обеспечения однородности.
«Стандартизация - это результат нашей потребности механизировать сельское хозяйство», - говорит он. Патрик Баур, ученый по устойчивым продовольственным системам в Университете Род-Айленда.
Сельское хозяйство, агроэкосистема и весь процесс выращивания смоделированы для удовлетворения потребностей машины.
Патрик Баур
Биоразнообразие в опасности.
Согласованность окружающей среды, необходимая для индустриального сельского хозяйства, в значительной степени способствовала утрате биоразнообразия, разнообразия растительного и животного мира, необходимого для поддержания баланса экосистем.
Биоразнообразие защищает качество воды, снижает глобальные температуры, улавливая CO2 в почве (а не в воздухе), и обеспечивает наличие насекомых для опыления сельскохозяйственных культур или естественных хищников для уменьшения присутствия паразитов.
Машины резко сокращают разнообразие насекомых, микробов, флоры и фауны. Это переменные, которые необходимо исключить для оптимального функционирования.
Но зачем нам нужны машины в сельском хозяйстве для производства продуктов питания?
Это вопрос экономики. Чтобы не отставать от постоянно растущих потребностей растущего населения, сельскому хозяйству требуется все больше и больше работы. Продовольствие также намного дешевле, чем раньше, что вынуждает фермеров производить более высокие урожаи при более низкой прибыли. В результате, если полевые рабочие зарабатывают меньше и уходят из отрасли в пользу более высокооплачиваемых возможностей, фермеры могут все чаще прибегать к механизации, чтобы сократить разрыв.
От кошмара к утопии
Трудно найти баланс между поддержкой окружающей среды и растущим спросом на продукты питания. Однако с появлением искусственного интеллекта и автономных устройств сельскохозяйственные инновации могут помочь нам адаптироваться к изменяющемуся климату и восстановить биоразнообразие, а не угрожать ему.
Вместо того, чтобы адаптировать среду для удовлетворения потребностей технологии, мы могли бы запрограммировать технологию для удовлетворения потребностей окружающей среды.
«Умные» роботы, управляемые машинным обучением, могут научиться лучше работать в естественных и биоразнообразных системах.
На что способно сельское хозяйство 4.0
В пищевой промышленности роботы уже набирают обороты. Собирают клубнику и салат, даже корову дойку.
Поскольку они работают более эффективно, роботы могут выполнять экологически чистые задачи, которые были бы неэкономичными, если бы их приходилось выполнять вручную. Пример? Удаляйте сорняки по одному вместо использования гербицидов.
Технологии также могут помочь уход за живой изгородью, которые представляют собой естественные вольеры из диких кустарников или деревьев, посаженные по периметру сельскохозяйственных угодий.
Умные роботы также могут лучше подходить для выращивание нескольких культур на одном поле, экологически безопасная сельскохозяйственная практика, которая способствует здоровью почвы и сокращает количество вредителей, но является дорогостоящей и неэффективной с современными технологиями.
Но внедрение роботов, которые могут выполнять эту работу, сопряжено с проблемами.
Чтобы делать то, что мы хотим, и в то же время защищать окружающую среду, роботы должны быть даже умнее нынешнего поколения. Это означает, что их разработка будет стоить больше денег.
Мало того: строительство и обслуживание этих машин также требует ресурсов, истощающих окружающую среду. Я думаю о добыче полезных ископаемых, таких как медь и литий, для их производства, энергии для интеллектуальных систем и новых способах утилизации роботов, поскольку они, вероятно, будут иметь ограниченный срок службы.
Что еще более важно, видение Даума экологической утопии может оказаться антиутопией для человеческих работников.
В лучшем случаеРоботизированные инновации могут просто не понадобиться, поскольку, по мнению экспертов, небольшие фермы с обильным человеческим трудом могут быть как высокопроизводительными, так и богатыми биоразнообразием.
В худшем случаесельское хозяйство 4.0 может усугубить социально-экономические проблемы, уже существующие в сельском хозяйстве и отраслях, связанных с технологиями.
Рассказ, который помогает науке
Я считаю статью Даума очень интересной (понятно?) И несколько необычной для академического журнала. Используйте научно-фантастические рассказы как инструмент, чтобы исследовать пределы возможного.
Некоторые из его коллег оценили такой подход, позволяющий вовлечь аудиторию в разговор о том, каким может быть будущее.
Сможем ли мы достичь этого будущего утопической экологии? Для меня - да.
Некоторые элементы его утопического видения возможны даже для промышленно развитых ферм, которым потребовались бы огромные роботы для поддержания высоких урожаев. Самое главное, что сейчас мы обращаем внимание на технологии и аграрную политику, иначе мы пойдем по другому сценарию, плохому.
