Drönare sprutar bekämpningsmedel på vetefält.
Artificiell intelligens (AI) är på väg att driva en jordbruksrevolution och hjälpa till att möta utmaningen att försörja vår växande globala befolkning på ett hållbart sätt. Men forskare varnar för att användning av ny AI-teknik i stor skala innebär enorma risker som inte övervägs.
Föreställ dig ett vetefält som sträcker sig till horisonten, som odlas för mjöl som kommer att göras till bröd för att mata städernas människor. Föreställ dig att all auktoritet för bearbetning, plantering, gödsling, övervakning och skörd av detta fält har delegerats till artificiell intelligens:algoritmer som styr droppbevattningssystem, självkörande traktorer och skördetröskor, smart nog att svara på vädret och grödans exakta behov. Föreställ dig sedan att en hacker förstör saker och ting.
En ny riskanalys, publicerad nyligen i tidskriften Nature Machine Intelligence , varnar för att den framtida användningen av artificiell intelligens inom jordbruket kommer med betydande potentiella risker för gårdar, jordbrukare och livsmedelssäkerhet som är dåligt förstådda och underskattade.
"Idén med intelligenta maskiner som driver gårdar är inte science fiction. Stora företag är redan banbrytande för nästa generation av autonoma ag-bots och beslutsstödssystem som kommer att ersätta människor på fältet”, säger Dr. Asaf Tzachor vid University of Cambridges Center for the Study of Existential Risk (CSER), första författare till tidningen.
"Men än så länge verkar ingen ha ställt frågan "finns det några risker förknippade med en snabb utbyggnad av agricultural AI?" tillade han.
Trots det enorma löftet om AI för att förbättra växtförvaltning och jordbruksproduktivitet måste potentiella risker hanteras på ett ansvarsfullt sätt och ny teknik testas ordentligt i experimentella miljöer för att säkerställa att de är säkra och säkra mot oavsiktliga misslyckanden, oavsiktliga konsekvenser och cyberattacker, säger författarna. säga.
I sin forskning har författarna tagit fram en katalog över risker som måste beaktas vid en ansvarsfull utveckling av AI för jordbruket – och sätt att hantera dem. I den slår de larm om cyberangripare som potentiellt kan orsaka störningar på kommersiella gårdar som använder AI, genom att förgifta dataset eller genom att stänga av sprutor, autonoma drönare och robotskördare. För att skydda sig mot detta föreslår de att "white hat hackers" hjälper företag att upptäcka eventuella säkerhetsbrister under utvecklingsfasen, så att systemen kan skyddas mot riktiga hackare.
I ett scenario associerat med oavsiktligt misslyckande, föreslår författarna att ett AI-system som bara är programmerat för att leverera den bästa skörden på kort sikt kan ignorera miljökonsekvenserna av att uppnå detta, vilket leder till överanvändning av gödningsmedel och jorderosion på lång sikt. Överanvändning av bekämpningsmedel i jakten på höga skördar kan förgifta ekosystemen; övertillförsel av kvävegödselmedel skulle förorena marken och omgivande vattendrag. Författarna föreslår att tillämpade ekologer involveras i teknikdesignprocessen för att säkerställa att dessa scenarier undviks.
Autonoma maskiner skulle kunna förbättra jordbrukarnas arbetsförhållanden och befria dem från manuellt arbete. Men utan inkluderande teknologidesign kommer socioekonomiska ojämlikheter som för närvarande är förankrade i det globala jordbruket – inklusive kön, klass och etnisk diskriminering – att finnas kvar.
"Expert AI-odlingssystem som inte tar hänsyn till komplexiteten i arbetsinsats kommer att ignorera, och potentiellt upprätthålla, exploateringen av missgynnade samhällen," varnade Tzachor.
Olika ag-bots och avancerade maskiner, som drönare och sensorer, används redan för att samla information om grödor och stödja bönders beslutsfattande:att upptäcka sjukdomar eller otillräcklig bevattning, till exempel. Och självkörande skördetröskor kan ta in en skörd utan att behöva en mänsklig förare. Sådana automatiserade system syftar till att göra jordbruket mer effektivt, spara arbetskostnader, optimera för produktion och minimera förluster och avfall. Detta leder till ökade intäkter för bönder samt till större beroende av AI inom jordbruket.
Men småskaliga odlare som odlar majoriteten av gårdar världen över och matar stora delar av det så kallade Globala Syd kommer sannolikt att uteslutas från AI-relaterade fördelar. Marginalisering, dålig internetpenetration och den digitala klyftan kan hindra småbrukare från att använda avancerad teknik, vilket ökar klyftorna mellan kommersiella jordbrukare och självförsörjande jordbrukare.
Med uppskattningsvis två miljarder människor som drabbas av osäkerhet om livsmedel, inklusive cirka 690 miljoner undernärda och 340 miljoner barn som lider av brist på mikronäringsämnen, lovar artificiell intelligens och precisionsjordbruk betydande fördelar för mat och näringssäkerhet inför klimatförändringar och en växande global befolkning .
"AI hyllas som sättet att revolutionera jordbruket. När vi använder den här tekniken i stor skala bör vi noga överväga potentiella risker och sträva efter att mildra dem tidigt i teknikdesignen, säger Dr Seán Ó hÉigeartaigh, verkställande direktör för CSER och medförfattare till den nya forskningen.
Referens:"Ansvarsfull artificiell intelligens i jordbruket kräver systemisk förståelse av risker och externa effekter" av Asaf Tzachor, Medha Devare, Brian King, Shahar Avin och Seán Ó hÉigeartaigh, 23 februari 2022, Nature Machine Intelligence .
DOI:10.1038/s42256-022-00440-4
Denna forskning finansierades av Templeton World Charity Foundation, Inc.
