生態保衛戰！農田生物多樣性提升70%，新智能系統功不可沒
霍恩海姆大學（University of Hohenheim）和慕尼黑工業大學（Technical University of Munich）的一個研究小組開發了一種新的跨學科方法，以解決生物多樣性保護和農業生產之間的權衡問題。
圖：綠會專家郭耕攝，綠會融媒·海洋與濕地
在不降低農業生產力的情況下保護生物多樣性，迄今為止，這兩個目標還無法兼顧，因為農業的社會生態系統非常複雜，人類與環境之間的相互作用難以用傳統方法來捕捉。霍恩海姆大學（University of Hohenheim）和慕尼黑工業大學（Technical University of Munich）的一個研究小組利用新技術，提出了一種同時實現這兩個目標的可行方法。該研究小組的成員正致力於進一步發展人工智慧與人類集體判斷的結合：混合智能的使用。
「儘管我們掌握的數據集越來越多，但我們還無法利用它們來解決問題。來自遙感、近距離傳感和統計調查的現有數據相互脫節，而且非常零散」，霍恩海姆大學農業經濟學家、該出版物的主要作者Thomas Berger教授說。
另一個挑戰是規劃範圍不同：農業實踐基於田間和農場層面的短期和中期經濟目標，即1公頃到100公頃的規模。而長期的生態效應則體現在10萬公頃的景觀層面。因此，從生態學的角度來看，有必要從景觀層面入手，更好地了解眾多農場在空間和時間上的相互作用。
以往的農業和環境政策資助計劃並不是為了在農民之間、農民與其他利益相關者之間以及科學領域實現有利於生物多樣性的協同作用而設計的。
霍恩海姆大學社會轉型與農業系的Claudia Bieling博士教授認為，從社會科學的角度來看，這個問題也非常具有挑戰性。這是典型的社會困境。當生物多樣性保護這一共同公益免費惠及許多其他利益相關者時，為什麼個別利益相關者要主動放棄生產力呢？在其他經濟領域，如回收和廢物管理以及能源和運輸領域，也存在阻礙進步的類似情況。
為了抓住問題的複雜性並開發新的智能解決方案，需要自然科學、社會科學、工程學和計算機科學的共同專業知識，以及科學與實踐之間的密切合作。
- 技術進步帶來人機互動新方式
一個由13人組成的團隊恰恰具備這方面的專業知識，他們聯手開發了一種跨學科方法，利用人工智慧在合併和處理大量數據方面提供新可能性。該出版物的作者將這種組合稱為 「混合智能」。通過將人類的直覺能力與現代計算機的計算能力和人工智慧的分析能力結合起來，可以開發出成功應對農業複雜性的人機系統。
這種系統的一個組成部分是計算機模型，該團隊將其稱為各種生態、社會和經濟過程的「多代理技術」。通過用人工智慧豐富這些模型，研究團隊旨在創建一個詳細的、交互式的現實圖像，其中可以模擬各種生物多樣性措施和影響，並支持利益相關者共同決策。
- 作為混合智能實例的集體支付
作者在幾個應用實例中解釋了具體實施方法，例如向農民群體而非單個農場支付補償金。
據介紹，歐盟為物種保護措施提供了各種補貼，例如，向農民提供資金以建立花帶。迄今為止，農民都是自行種植花帶，沒有與鄰居協調。因此，總的來說花帶是零散的，效果很有限。
但利用混合智能技術在景觀層面，協調種植花帶的農民，並為他們提供集體付款計劃更有前景。
第一步，混合智能系統可以分析有關土壤條件、當地生物多樣性和類似因素的複雜數據，從而確定跨農場環境措施特別有效的地點，儘可能減少作物損失。
第二步，人工智慧系統可以提供交流平台，促進信息交流和聯合項目規劃。另一個目標是在有關各方之間實現公平的平衡，例如通過新的補貼拍賣機制。
其經濟和生態環境的虛擬形象將為農業、諮詢和政治領域的參與者在決定是否實施這些措施之前先進行嘗試。這將更容易評估對生物多樣性和作物產量的影響，並最大限度地降低每個參與者的成本。
最重要的是，人工智慧可以充當自動主持人，跟蹤小組內的討論情況，並通過提供信息或其他觀點來改進決策。目前，我們可以通過 ChatGPT 看到人工智慧在語言處理和生成新內容方面的能力。霍恩海姆大學數字管理系的 Henner Gimpel 教授博士解釋說：「這對於確保在小組討論中考慮到所有相關信息並找到創造性解決方案特別有用。」
- 信任和透明度仍是成功的關鍵
Gimpel教授說：「這種方法要想取得成功，就必須具有透明度和參與性。技術的設計必須讓人們信任。技術的道德使用也至關重要，只有滿足了這些條件，混合智能系統才能充分發揮其潛力並被廣泛接受。」
混合智能是解決農業中一些最緊迫問題的關鍵。前景非常可觀，但仍需要進行基礎研究，以便成功地進一步開發這項技術，然後將其付諸實施。要實現這一目標，我們需要來自科學、實踐和社會的所有利益相關者的合作。
參考資料：
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 審/YUJIE