生态保卫战！农田生物多样性提升70%，新智能系统功不可没
霍恩海姆大学（University of Hohenheim）和慕尼黑工业大学（Technical University of Munich）的一个研究小组开发了一种新的跨学科方法，以解决生物多样性保护和农业生产之间的权衡问题。
图：绿会专家郭耕摄，绿会融媒·海洋与湿地
在不降低农业生产力的情况下保护生物多样性，迄今为止，这两个目标还无法兼顾，因为农业的社会生态系统非常复杂，人类与环境之间的相互作用难以用传统方法来捕捉。霍恩海姆大学（University of Hohenheim）和慕尼黑工业大学（Technical University of Munich）的一个研究小组利用新技术，提出了一种同时实现这两个目标的可行方法。该研究小组的成员正致力于进一步发展人工智能与人类集体判断的结合：混合智能的使用。
“尽管我们掌握的数据集越来越多，但我们还无法利用它们来解决问题。来自遥感、近距离传感和统计调查的现有数据相互脱节，而且非常零散”，霍恩海姆大学农业经济学家、该出版物的主要作者Thomas Berger教授说。
另一个挑战是规划范围不同：农业实践基于田间和农场层面的短期和中期经济目标，即1公顷到100公顷的规模。而长期的生态效应则体现在10万公顷的景观层面。因此，从生态学的角度来看，有必要从景观层面入手，更好地了解众多农场在空间和时间上的相互作用。
以往的农业和环境政策资助计划并不是为了在农民之间、农民与其他利益相关者之间以及科学领域实现有利于生物多样性的协同作用而设计的。
霍恩海姆大学社会转型与农业系的Claudia Bieling博士教授认为，从社会科学的角度来看，这个问题也非常具有挑战性。这是典型的社会困境。当生物多样性保护这一共同公益免费惠及许多其他利益相关者时，为什么个别利益相关者要主动放弃生产力呢？在其他经济领域，如回收和废物管理以及能源和运输领域，也存在阻碍进步的类似情况。
为了抓住问题的复杂性并开发新的智能解决方案，需要自然科学、社会科学、工程学和计算机科学的共同专业知识，以及科学与实践之间的密切合作。
- 技术进步带来人机互动新方式
一个由13人组成的团队恰恰具备这方面的专业知识，他们联手开发了一种跨学科方法，利用人工智能在合并和处理大量数据方面提供新可能性。该出版物的作者将这种组合称为 “混合智能”。通过将人类的直觉能力与现代计算机的计算能力和人工智能的分析能力结合起来，可以开发出成功应对农业复杂性的人机系统。
这种系统的一个组成部分是计算机模型，该团队将其称为各种生态、社会和经济过程的“多代理技术”。通过用人工智能丰富这些模型，研究团队旨在创建一个详细的、交互式的现实图像，其中可以模拟各种生物多样性措施和影响，并支持利益相关者共同决策。
- 作为混合智能实例的集体支付
作者在几个应用实例中解释了具体实施方法，例如向农民群体而非单个农场支付补偿金。
据介绍，欧盟为物种保护措施提供了各种补贴，例如，向农民提供资金以建立花带。迄今为止，农民都是自行种植花带，没有与邻居协调。因此，总的来说花带是零散的，效果很有限。
但利用混合智能技术在景观层面，协调种植花带的农民，并为他们提供集体付款计划更有前景。
第一步，混合智能系统可以分析有关土壤条件、当地生物多样性和类似因素的复杂数据，从而确定跨农场环境措施特别有效的地点，尽可能减少作物损失。
第二步，人工智能系统可以提供交流平台，促进信息交流和联合项目规划。另一个目标是在有关各方之间实现公平的平衡，例如通过新的补贴拍卖机制。
其经济和生态环境的虚拟形象将为农业、咨询和政治领域的参与者在决定是否实施这些措施之前先进行尝试。这将更容易评估对生物多样性和作物产量的影响，并最大限度地降低每个参与者的成本。
最重要的是，人工智能可以充当自动主持人，跟踪小组内的讨论情况，并通过提供信息或其他观点来改进决策。目前，我们可以通过 ChatGPT 看到人工智能在语言处理和生成新内容方面的能力。霍恩海姆大学数字管理系的 Henner Gimpel 教授博士解释说：“这对于确保在小组讨论中考虑到所有相关信息并找到创造性解决方案特别有用。”
- 信任和透明度仍是成功的关键
Gimpel教授说：“这种方法要想取得成功，就必须具有透明度和参与性。技术的设计必须让人们信任。技术的道德使用也至关重要，只有满足了这些条件，混合智能系统才能充分发挥其潜力并被广泛接受。”
混合智能是解决农业中一些最紧迫问题的关键。前景非常可观，但仍需要进行基础研究，以便成功地进一步开发这项技术，然后将其付诸实施。要实现这一目标，我们需要来自科学、实践和社会的所有利益相关者的合作。
参考资料：
https://phys.org/news/2024-04-hybrid-intelligence-biodiversity-agriculture.html
https://phys.org/news/2022-05-farming-bees.html
https://phys.org/news/2024-01-highlights-profitability-key-barrier-biodiversity.html
整理/Maggie 审/YUJIE