Представьте себе сценарий один: колоссальные автономные газовые роботы уничтожают гектары однородных сельскохозяйственных угодий.
Небо почернело и пахнет смогом. Все деревья вырублены, животных не видно. Пестициды распыляются чрезмерно, потому что люди больше не заботятся о сельском хозяйстве. Машины выполняют свою работу, производя огромное количество продуктов питания, чтобы накормить наше растущее население, но это не обходится без экологических издержек.
Или представьте второй сценарий: роботы меньшего размера возделывают «мозаичные» участки с множеством различных культур, работая вокруг деревьев, ручьев и дикой природы природного ландшафта.
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 находятся под контролем. 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 ваши сельскохозяйственные продукты происходили? Благодаря этому я получил награду «Риторический вопрос года».
В любом случае, это два будущего, которые вообразил Томас Даум, экономист по сельскому хозяйству из Университета Хоэнхайма, который занимается вопросами продовольственной безопасности и устойчивого сельского хозяйства в таких местах, 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 достаточно внимания. Стратегии смягчения последствий изменения климата, изложенные в Парижском соглашении, не могут быть реализованы без изменения методов выращивания продуктов питания.
«Даже если вы измените все остальные 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, крупномасштабные методы ведения сельского хозяйства уже меняют окружающую среду. «Сельское хозяйство по своей сути — это намеренное формирование экологии конкретного места», — говорит он. Эмили Райзман, географ-эколог из Университета 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?
Для эффективной работы таких машин, как тракторы, комбайны и дроны для мониторинга посевов, обычно требуется контролируемая среда. Вот почему в промышленно развитом сельском хозяйстве необходимо максимально устранить непредсказуемые факторы.
Это может означать годы монокультуры на идеально ровных полях с небольшими изменениями в росте и одновременное созревание плодов. Это также может означать частое применение гербицидов, пестицидов и фунгицидов для обеспечения единообразия.
«Стандартизация — это результат нашей необходимости механизировать сельское хозяйство», — говорит он. Патрик Баур, ученый по устойчивым продовольственным системам из Университета Род-Айленда.
Сельское хозяйство, агроэкосистема и весь процесс выращивания моделируются с учетом потребностей машины.
Патрик Баур
Биоразнообразие в опасности.
Экологическая согласованность, 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, смягчает глобальные температуры за счет улавливания CO2 в почве (а не в воздухе) и обеспечивает наличие насекомых для опыления сельскохозяйственных культур или естественных хищников для уменьшения присутствия вредителей.
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 удовлетворить постоянно растущие потребности растущего населения, сельскому хозяйству требуется все больше и больше рабочей силы. Продукты питания также стали намного дешевле, чем раньше, что вынуждает фермеров производить более высокие урожаи с меньшей прибылью. В результате, если полевые работники зарабатывают меньше и уходят из отрасли в поисках более высокооплачиваемых вариантов, фермеры могут все чаще обращаться к механизации, чтобы заполнить этот пробел.
От кошмара к утопии
Поддерживать как окружающую среду, так и растущий спрос на продукты питания – это трудный баланс. Однако с появлением искусственного интеллекта и автономных устройств сельскохозяйственные инновации могут помочь нам адаптироваться к меняющемуся климату и восстановить биоразнообразие, а не угрожать ему.
Вместо того, чтобы адаптировать окружающую среду для удовлетворения потребностей технологии, мы могли бы запрограммировать технологию так, чтобы она отвечала потребностям окружающей среды.
«Интеллектуальные» роботы, управляемые машинным обучением, могут научиться лучше функционировать в природных биоразнообразных системах.
Что может сделать 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, способных выполнять эту работу, сопряжено с проблемами.
Чтобы делать то, что мы хотим, и в то же время защищать окружающую среду, роботы должны быть даже более умными, чем нынешнее поколение. Это означает, что их разработка будет стоить больше денег.
Мало того: строительство и обслуживание этих машин также требуют ресурсов, которые истощают окружающую среду. Я думаю о добыче полезных ископаемых, таких как медь и литий, для их создания, об энергии для интеллектуальных систем и о новых способах утилизации роботов, поскольку срок их службы, скорее всего, будет ограничен.
Что еще более важно, представление Даума об экологической утопии может оказаться антиутопией для людей-работников.
В лучшем случае, роботизированные инновации могут просто не понадобиться, поскольку эксперты говорят, что мелкие фермы с большим количеством человеческого труда могут быть одновременно высокопроизводительными и богатыми биоразнообразием.
В худшем случае«Сельское хозяйство 4.0» может усугубить социально-экономические проблемы, уже существующие сегодня в сельском хозяйстве и связанных с технологиями отраслях.
Рассказ, который помогает науке
Я нахожу статью Даума действительно очень интересной (понимаете?) и несколько необычной для академического журнала. Он использует научно-фантастические повествования как инструмент для исследования границ 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 для поддержания высоких урожаев потребуются огромные роботы. Самое главное, чтобы мы сейчас обратили внимание на сельскохозяйственные технологии и политику, иначе мы попадем в другой сценарий, плохой.
