Gestionando Tecnología para Soluciones Ambientales
Un enfoque sistemático para desarrollar tecnologías para la protección del medio ambiente.
― 7 minilectura
Tabla de contenidos
Nuestro planeta enfrenta problemas serios que afectan al medio ambiente, como la pérdida de especies, el cambio climático y el aumento del riesgo de enfermedades. Nuevas tecnologías podrían ayudarnos a lidiar con estos problemas, como formas de capturar carbono para combatir el cambio climático, métodos para ayudar a las especies vulnerables a adaptarse y nuevos procesos para desarrollar vacunas. Sin embargo, crear y usar estas tecnologías a menudo es incierto y puede fallar por varias razones.
Por qué fallan las tecnologías
Hay dos razones principales por las que el desarrollo de tecnología puede salir mal. Primero, muchos proyectos en investigación y desarrollo (I+D) no tienen éxito. Solo una pequeña parte, alrededor del 20%, de todos los proyectos farmacéuticos terminan siendo exitosos. Esto significa que, incluso con esfuerzo en crear nuevas tecnologías, hay una alta probabilidad de que no funcionen.
Segundo, incluso cuando se desarrolla una tecnología, es difícil predecir qué efecto tendrá una vez que se use. Esto es especialmente cierto cuando la tecnología interactúa con sistemas complejos, como los Ecosistemas. Debido a estas incertidumbres durante el desarrollo y la implementación, a menudo los tomadores de decisiones tienen problemas para saber cuánto tiempo seguir invirtiendo en nuevas tecnologías. Necesitan una forma de determinar cuándo podría ser mejor dejar de invertir.
Un enfoque inteligente para la toma de decisiones
Para ayudar con este problema de toma de decisiones, podemos usar un método llamado Gestión Adaptativa, que utiliza información de la inteligencia artificial. Este método nos ayuda a crear directrices sobre cómo invertir en nuevas tecnologías basado en diferentes factores, incluyendo la tecnología misma y el sistema específico que afectará.
Este enfoque puede mejorar la planificación al ayudar a averiguar el mejor momento para desplegar nuevas tecnologías para maximizar beneficios mientras se consideran incertidumbres. Por ejemplo, podemos centrarnos en la Gran Barrera de Coral de Australia, que es vital para la biodiversidad pero está amenazada por el cambio climático y otras presiones.
Desarrollo Tecnológico
Planificación delPara decidir cuánto tiempo deberíamos trabajar en una tecnología, debemos prever dos cosas: si la tecnología se desarrollará con éxito y qué beneficios proporcionará si se usa. Sin embargo, la investigación actual carece de métodos confiables para predecir estos resultados de manera efectiva. Aunque hay modelos que consideran la incertidumbre en el desarrollo tecnológico, a menudo suponen una estructura fija para cómo se desarrollan las tecnologías. En realidad, las incertidumbres pueden llevar a decisiones malas.
Incluso cuando se tienen en cuenta las incertidumbres en el desarrollo, no abordar las incertidumbres sobre lo que sucede después de la implementación puede resultar en resultados negativos. Por ejemplo, un tipo de anzuelo diseñado para proteger a las tortugas marinas terminó capturando muchos tiburones en peligro de extinción.
Usando la gestión adaptativa
La gestión adaptativa es un método comúnmente recomendado en ecología para manejar sistemas que están en constante cambio e incertidumbre. Al usar este marco, podemos encontrar las mejores maneras de invertir en el desarrollo y la implementación de tecnologías. Nos permite maximizar los beneficios esperados a lo largo del tiempo, mientras también se consideran las respuestas inciertas del sistema a las acciones de gestión.
En este caso, consideramos el desarrollo y la implementación de tecnología como dos problemas conectados y los resolvemos usando un enfoque estructurado. Primero, asignamos recursos para desarrollar una tecnología, incluso cuando hay incertidumbre al predecir su éxito. El resultado de esta parte depende de los beneficios esperados que esperamos obtener al usar la tecnología.
Ejemplo del mundo real: La Gran Barrera de Coral
La Gran Barrera de Coral es un ecosistema crucial que apoya a muchas especies marinas y tiene un valor económico significativo. Sin embargo, enfrenta muchas amenazas, como el cambio climático y la contaminación. Desarrollar nuevas tecnologías para proteger este ecosistema podría ayudar a retrasar o prevenir su colapso.
En la etapa de planificación, es crucial reconocer los costos asociados con el desarrollo y la implementación de tecnologías. Los costos promedio para el desarrollo de tecnología son de alrededor de 5 millones AUD por año, mientras que los costos de implementación pueden alcanzar unos 10 millones AUD por año. Estos números subrayan la importancia de tomar decisiones informadas sobre cuándo invertir.
Modelando el desarrollo tecnológico
Podemos modelar el desarrollo de una nueva tecnología como un sistema que transita de no listo a listo. A medida que desarrollamos la tecnología, recibimos comentarios sobre su éxito. Este feedback nos ayuda a ajustar nuestras creencias sobre si la tecnología tendrá éxito o fracasará.
La estrategia óptima considera el costo de desarrollo y los beneficios esperados de la implementación. Si la tecnología tarda demasiado y muestra signos de fracaso, podría ser mejor dejar de invertir. La clave es encontrar el equilibrio correcto entre el posible éxito de la tecnología y los costos involucrados.
Tomando decisiones de implementación
Una vez que tenemos una tecnología lista para usar, el siguiente desafío es decidir cómo y cuándo implementarla. Los beneficios que obtenemos de implementar la tecnología dependen de qué tan efectiva sea para abordar los problemas en cuestión. También debemos tener en cuenta que la respuesta del ecosistema a la tecnología es incierta.
Al emplear la gestión adaptativa para la fase de implementación, podemos averiguar los mejores momentos para implementar la tecnología basado en la salud actual del ecosistema y los beneficios esperados. Este proceso de decisión nos permite maximizar las ventajas de implementar la tecnología mientras también consideramos su efectividad.
La influencia de las creencias
Las creencias que tienen los tomadores de decisiones sobre el potencial impacto de la tecnología juegan un papel importante en la determinación de las estrategias de implementación. Si un tomador de decisiones cree firmemente que la tecnología puede restaurar y proteger un ecosistema, es más probable que actúe en base a esa creencia. Por el contrario, si dudan de la efectividad de la tecnología, pueden dudar en implementarla.
El caso de la Gran Barrera de Coral ilustra que, cuando se cree que la tecnología es beneficiosa, implementarla podría tener sentido. Si el ecosistema no muestra mejora después de varios intentos de implementación, podría ser sensato dejar de usar esa tecnología.
Lecciones aprendidas
Nuestro enfoque nos permite definir un límite de tiempo máximo para el desarrollo de tecnologías, que se determina por varios factores como la probabilidad percibida de éxito y los costos involucrados. Este límite de tiempo proporciona a los tomadores de decisiones un indicador claro de cuándo deberían considerar reasignar sus recursos a otros proyectos.
Al abordar las incertidumbres inherentes en I+D, llenamos un vacío en la literatura actual y proporcionamos un marco de toma de decisiones más robusto. Este marco es beneficioso para una amplia gama de campos, incluyendo la conservación de la biodiversidad y el desarrollo tecnológico.
Conclusión
En resumen, nuestros hallazgos subrayan la necesidad de un enfoque sistemático para gestionar el desarrollo y la implementación de nuevas tecnologías, especialmente en ecosistemas complejos como la Gran Barrera de Coral. Al emplear la gestión adaptativa, podemos asignar mejor recursos limitados y mejorar la resiliencia de ecosistemas vitales. A medida que seguimos enfrentando desafíos ambientales apremiantes, estrategias como estas serán esenciales para guiar inversiones en tecnología que puedan conducir a beneficios significativos y duraderos.
Título: Developing new technologies to protect ecosystems: planning with adaptive management
Resumen: Technology development is an essential investment for policymakers to address contemporary global crises, including climate change, biodiversity loss, the energy transition, and emergent infectious diseases. However, investing limited resources in the development of new technologies is risky. The research and development process is unpredictable, with unknown timelines and outcomes. In addition, even after successful development, the effects of deploying a new technology remain uncertain. When confronted with these uncertainties, policymakers must determine how long they should allocate resources to developing new technologies. Informed decisions require anticipating possible successes and failures of both technology development and deployment, which is a challenging optimisation task when managing dynamic systems, such as threatened ecological systems. Using an adaptive management approach from Artificial Intelligence, we discover a time limit new technologies should be developed for, which balances costs, benefits, and uncertainties during development and deployment. We extract clear and transparent general rules for investing in new technologies, building on an analytical approximation. Using Australias Great Barrier Reef as a case study, we demonstrate how characteristics of the managed system influence the optimal investment strategy. Our approach can inform the development of new technologies in multiple domains including biodiversity conservation, public health, energy production, and the technology industry more broadly. SignificanceTechnology development is essential to address the crises our world faces, such as ecosystem collapse. With limited resources, policymakers must decide whether to invest in developing new technologies and, if ever, when to stop. Informed decisions require anticipating possible failures of both technology development and deployment, a challenging task when dealing with changing systems. Using an Artificial Intelligence approach, we find a time limit for technology development that depends on characteristics of the managed ecosystem. This work can guide technology investments in many domains such as biodiversity conservation, epidemiology, energy production and the technology industry more broadly.
Autores: Luz Valerie Pascal, I. Chades, M. P. Adams, K. Helmstedt
Última actualización: 2024-10-28 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.24.619976
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.24.619976.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.
Gracias a biorxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.