Какой будет роботизированная ферма будущего? Есть два варианта развития

Представьте себе картину будущего. Огромные автономные роботы с газовыми двигателями колесят по земле, засеянной одной и той же культурой, а над ними — почерневшее небо, пропитанное загрязнениями. Все деревья срублены, а в округе совсем нет животных.

Пестициды распыляются в огромных количествах, потому что люди больше не заботятся о полях. С этим отлично справляются машины: они производят огромное количество пищи, чтобы прокормить растущее поколение. Однако при этом в жертву приносится экология.

Но есть и другой вариант. Компактные роботы обрабатывают небольшие участки с различными культурами. Они работают среди деревьев, ручьев, голубого неба и чистого воздуха. Их питают возобновляемые источники энергии, такие как солнце, ветер и вода. Агрохимикаты остались в прошлом — роботы помогают экосистеме сохранять гармонию. 

Каким из двух образов вы бы хотели получать пищу? Эти варианты будущего представил экономист в сфере сельского хозяйства из Гогенгеймского университета Томас Даум, который обеспечивает продовольственную безопасность и устойчивое земледелие в таких местах, как Уганда и Бангладеш.

В июле Даум опубликовал статью со своими размышлениями в научном журнале Trends in Ecology & Evolution. Там он изложил свое видение экологической утопии и дистопии, чтобы побудить людей к обсуждению того, как экологическая революция в сельском хозяйстве (или Agriculture 4.0) определит наше будущее.

Даум обеспокоен тем, что разрушительное влияние, которое сельскохозяйственные технологии оказывают на окружающую среду, не получает должного внимания. «Современное сельское хозяйство должно измениться», — считает он.

Недостатки современного сельского хозяйства

Несмотря на то, что огромные сельскохозяйственные роботы еще не используются, крупные фермерские хозяйства уже влияют на окружающую среду. «По своей сути, земледелие — намеренное формирование экологии в определенном месте», — утверждает Эмили Райзман, географ человеческой среды из Университета штата Нью-Йорк в Буффало.

Люди прогоняют диких животных, ухудшают состояние почвы и очищают землю, чтобы выращивать пищу. При этом они распыляют химикаты, чтобы отпугивать насекомых-вредителей. Если добавить к этому существующие сельскохозяйственные технологии, то ситуация становится еще хуже.

Чтобы работать эффективно, машинам — тракторам, сборщикам и дронам — необходима контролируемая среда. Поэтому число непредсказуемых факторов нужно снизить до минимума. А значит, выращивать одну и ту же культуру год за годом в определенный период, а также часто использовать гербициды, пестициды и фунгициды.

Фото в тексте: Scharfsinn / Shutterstock

«Стандартизация — результат механизации сельского хозяйства», — рассказывает Патрик Баур, специалист по устойчивым продовольственным системам из Род-Айлендского университета. По его словам, весь процесс выращивания и вся агроэкосистема формируются, чтобы соответствовать потребностям машины.

Экологическое единообразие, которого требует индустриальное сельское хозяйство, приводит к снижению биологического разнообразия, а также многообразия растительного и животного миров. Однако именно эти факторы поддерживают баланс экосистем.

Биоразнообразие сохраняет качество воды и снижает глобальные температуры, удерживая углерод в почве. Оно также поддерживает число насекомых, опыляющих урожай, и хищников, которые отпугивают вредителей.

Так зачем человек использует машины, если от них так много вреда? Это вопрос экономики. Чтобы удовлетворять потребности растущего населения, сельскому хозяйству нужно все больше рабочей силы. Сейчас продукты питания стоят намного дешевле, чем раньше. Поэтому фермеры производят больше урожая, но получают меньше прибыли.

В результате фермерские работники зарабатывают меньше и покидают индустрию, чтобы найти более высокооплачиваемые варианты. Чтобы восполнить недостаток рабочей силы, фермеры все чаще обращаются к механизации.

Новая концепция и трудности на пути к ее реализации

Поддержание баланса между сохранением окружающей среды и удовлетворением растущего спроса на продукты питания — непростая задача. Однако Даум видит уникальный потенциал в развитии ИИ и автономных устройств. Он считает, что эти инновации помогут нам адаптироваться к изменяющемуся климату и восстановить биоразнообразие.

«Вместо того, чтобы приспосабливать окружающую среду к потребностям технологий, мы можем запрограммировать машины на удовлетворение нужд окружающей среды», — утверждает Даум в своей статье. «Умные» роботы, управляемые машинным обучением, имитируют гибкое мышление человека, а значит, будут лучше справляться в естественных биоразнообразных системах.

Роботы уже начинают охватывать продовольственный сектор: они собирают клубнику и салат, а также опыляют цветы и даже доят коров. Они работают эффективнее и могут выполнять экологически безопасные задачи, такие как прополка, которые невыгодно выполнять вручную с экономической точки зрения. Это, в свою очередь, снижает необходимость химикатов.

Даум считает, что роботы также могут упростить обслуживание живых изгородей — природных ограждений из кустарников и деревьев, растущих по периметру фермерских земель. Живые изгороди способствуют сохранению биоразнообразия, выступая в качестве альтернативных сред обитания для местных растений, насекомых и животных.

Фото в тексте: MONOPOLY919 / Shutterstock

Умные машины также могут справляться с совмещением культур — выращиванием различных культур на одном поле. Это устойчивый метод ведения сельского хозяйства, который помогает поддерживать здоровье почвы и снижает число вредителей. Однако он обходится дорого и неэффективен при текущих технологиях.

Тем не менее развертывание роботов, способных выполнять подобные задачи, сопряжено с трудностями. Они должны быть умнее, чем текущее поколение машин, собирающих салат и клубнику. А значит, их разработка будет стоить дороже. Райзман также отмечает, что для их создания и обслуживания требуются ресурсы, истощающие окружающую среду.

Чтобы изготавливать роботов, нужно добывать больше полезных ископаемых, таких как медь и литий. Интеллектуальные системы, использующие облачные хранилища, потребляют больше энергии. Кроме того, необходимо придумать, как утилизировать эти технологии, так как они, вероятно, будут иметь ограниченный срок службы.

По словам Райзман, эта экологическая утопия может оказаться дистопией для людей. В лучшем случае инновации окажутся не нужны: агроэкологи выяснили, что небольшие фермы с людьми-работниками могут быть столь же эффективны и экологичны. В худшем — усугубятся социоэкономические проблемы, которые и так актуальны для сельскохозяйственной и технологической индустрий.

Научная фантастика как метод решения проблем

Статья Даума написана в несколько необычном стиле для научного журнала: в ней научная фантастика используется как литературный прием для исследования границ возможного. Некоторые ученые оценили такой подход, так как он помогает вовлечь общественность в разговор о возможном будущем.

Ира Беннетт, бывший химик, а теперь социолог из Университета штата Аризона, использует похожий метод. Он проводит общественные семинары, где участники знакомятся с футуристическими сценариями, а затем принимают решения в отношении управления, политики и распределения ресурсов в этих условиях.

По мнению Беннетта, научная фантастика — доступный способ вовлечь в разговор разных людей, от экологов и фермеров до производителей роботов и простых потребителей. Его конечная цель — определить, какое будущее хотят видеть люди.

Беннетт считает, что статья — хорошее начало, однако в ней не хватает четкого плана того, как будут развиваться события. К тому же она опубликована в научном журнале, а значит, ее прочтут только ученые. Их представление об утопии может быть совершенно иным по сравнению с теми, кто работает в индустрии.

Кроме того, Беннетт утверждает, что в странах, где преобладает крупномасштабное сельское хозяйство, таких как США и Аргентина, невозможно представить небольших роботов, которые коллективно заботятся об окружающей среде.

Тем не менее Даум подчеркивает, что некоторые элементы его утопического видения можно реализовать даже в индустриальных фермах. Он считает, что важно уделять внимание сельскохозяйственным технологиям и политикам прямо сейчас. Иначе мы можем случайно оказаться на пути к предложенному им дистопическому миру.

«У нас есть возможность изменить способ ведения сельского хозяйства к лучшему, — утверждает он. — Общество должно высказаться по поводу того, какое будущее оно хочет».

Источник.