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# Biologia# Ecologia

Gerenciando Tecnologia para Soluções Ambientais

Uma abordagem sistemática para desenvolver tecnologias para proteção ambiental.

Luz Valerie Pascal, I. Chades, M. P. Adams, K. Helmstedt

― 7 min ler


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Nosso planeta tá enfrentando sérios problemas que afetam o meio ambiente, tipo a perda de espécies, mudanças climáticas e o aumento do risco de doenças. Novas tecnologias poderiam ajudar a gente a lidar com essas questões, como formas de capturar carbono pra enfrentar as mudanças climáticas, métodos pra ajudar espécies vulneráveis a se adaptar e novos processos pra desenvolver vacinas. Mas, criar e usar essas tecnologias costuma ser incerto e pode falhar por várias razões.

Por que as Tecnologias Falham

Tem duas razões principais pras coisas darem errado no desenvolvimento de tecnologia. Primeiro, muitos projetos de pesquisa e desenvolvimento (P&D) não dão certo. Só uma parte pequena, cerca de 20%, dos projetos farmacêuticos acabam sendo bem-sucedidos. Isso significa que, mesmo com esforço pra criar novas tecnologias, tem uma alta chance de que elas não funcionem.

Segundo, mesmo quando uma tecnologia é desenvolvida, é complicado prever qual efeito ela vai ter quando for usada. Isso é ainda mais verdade quando a tecnologia interage com sistemas complexos, tipo Ecossistemas. Por causa dessas incertezas tanto no desenvolvimento quanto na implementação, quem decide costuma ter dificuldade de saber por quanto tempo continuar investindo em novas tecnologias. Eles precisam de um jeito de saber quando pode ser melhor parar de investir.

Uma Abordagem Inteligente pra Tomada de Decisão

Pra ajudar com esse problema de decisão, a gente pode usar um método chamado Gestão Adaptativa, que usa insights da inteligência artificial. Esse método ajuda a gente a criar diretrizes de como investir em novas tecnologias com base em diferentes fatores, incluindo a tecnologia em si e o sistema específico que ela vai impactar.

Essa abordagem pode melhorar o planejamento ajudando a descobrir o melhor momento de implantar novas tecnologias pra maximizar os benefícios, considerando as incertezas. Por exemplo, podemos focar na Grande Barreira de Corais da Austrália, que é vital pra biodiversidade, mas tá ameaçada pelas mudanças climáticas e outras pressões.

Planejando o Desenvolvimento de Tecnologia

Pra decidir por quanto tempo a gente deve trabalhar em uma tecnologia, precisamos prever duas coisas: se a tecnologia vai ser desenvolvida com sucesso e quais benefícios ela vai trazer se for usada. Mas a pesquisa atual não tem métodos confiáveis pra prever esses resultados efetivamente. Embora existam modelos que consideram a incerteza no desenvolvimento tecnológico, eles geralmente assumem uma estrutura fixa de como as tecnologias se desenvolvem. Na real, as incertezas podem levar a decisões ruins.

Mesmo quando as incertezas no desenvolvimento são consideradas, não abordar as incertezas sobre o que acontece depois da implantação pode resultar em resultados negativos. Por exemplo, um tipo de anzol projetado pra proteger tartarugas marinhas acabou pegando muitos tubarões ameaçados de extinção no lugar.

Usando Gestão Adaptativa

A gestão adaptativa é um método comumente recomendado em ecologia pra lidar com sistemas que estão sempre mudando e incertos. Usando esse framework, a gente pode encontrar as melhores maneiras de investir no desenvolvimento e na implantação de tecnologias. Isso nos permite maximizar os benefícios esperados ao longo do tempo, enquanto também levamos em conta as respostas incertas do sistema às ações de gestão.

Nesse caso, consideramos o desenvolvimento e a implantação de tecnologia como dois problemas conectados e resolvemos usando uma abordagem estruturada. Primeiro, alocamos recursos pra desenvolver uma tecnologia, mesmo quando tem incerteza em prever seu sucesso. O resultado dessa parte depende dos benefícios esperados que a gente espera obter ao usar a tecnologia.

Exemplo do Mundo Real: A Grande Barreira de Corais

A Grande Barreira de Corais é um ecossistema crucial que sustenta muitas espécies marinhas e tem um valor econômico significativo. Mas enfrenta muitas ameaças, como as mudanças climáticas e a poluição. Desenvolver novas tecnologias pra proteger esse ecossistema poderia ajudar a adiar ou prevenir seu colapso.

Na fase de planejamento, é crucial reconhecer os custos associados ao desenvolvimento e à implantação de tecnologias. Os custos médios pra desenvolvimento tecnológico giram em torno de 5 milhões de dólares australianos por ano, enquanto os custos de implantação podem chegar a cerca de 10 milhões de dólares australianos por ano. Esses números ressaltam a importância de tomar decisões informadas sobre quando investir.

Modelando o Desenvolvimento de Tecnologia

Podemos modelar o desenvolvimento de uma nova tecnologia como um sistema que transita de "não pronto" pra "pronto". À medida que desenvolvemos a tecnologia, recebemos feedback sobre seu sucesso. Esse feedback ajuda a ajustar nossas crenças sobre se a tecnologia vai ter sucesso ou falhar.

A estratégia ideal considera o custo do desenvolvimento e os benefícios esperados da implantação. Se a tecnologia demora demais e mostra sinais de falha, pode ser melhor parar de investir. O importante é encontrar o equilíbrio certo entre o potencial sucesso da tecnologia e os custos envolvidos.

Tomando Decisões de Implantação

Uma vez que temos uma tecnologia pronta pra uso, o próximo desafio é decidir como e quando implantá-la. Os benefícios que a gente ganha ao implantar a tecnologia dependem de quão eficaz ela é em resolver os problemas em questão. Também precisamos lembrar que a resposta do ecossistema à tecnologia é incerta.

Usando a gestão adaptativa na fase de implantação, podemos descobrir os melhores momentos pra implantar a tecnologia com base na saúde atual do ecossistema e nos benefícios esperados. Esse processo de decisão nos permite maximizar as vantagens de implantar a tecnologia enquanto também consideramos sua eficácia.

A Influência das Crenças

As crenças que quem toma decisão tem sobre o impacto potencial da tecnologia desempenham um papel importante em determinar estratégias de implantação. Se um decisor acredita fortemente que a tecnologia pode restaurar e proteger um ecossistema, ele é mais propenso a agir com base nessa crença. Ao contrário, se ele duvida da eficácia da tecnologia, pode hesitar em implantá-la.

O caso da Grande Barreira de Corais ilustra que, quando a tecnologia é acreditada como benéfica, pode fazer sentido implantá-la. Se o ecossistema não mostra melhora após várias tentativas de implantação, pode ser sábio parar de usar essa tecnologia.

Lições Aprendidas

Nossa abordagem permite definir um limite máximo de tempo para o desenvolvimento de tecnologia, que é determinado por vários fatores, como a probabilidade percebida de sucesso e os custos envolvidos. Esse limite de tempo fornece aos tomadores de decisão um indicador claro de quando eles devem considerar realocar seus recursos para outros projetos.

Ao abordar as incertezas inerentes ao P&D, estamos preenchendo uma lacuna na literatura atual e oferecendo um framework de tomada de decisão mais robusto. Esse framework é benéfico pra uma ampla gama de áreas, incluindo conservação da biodiversidade e desenvolvimento de tecnologia.

Conclusão

Resumindo, nossas descobertas destacam a necessidade de uma abordagem sistemática pra gerenciar o desenvolvimento e a implantação de novas tecnologias, especialmente em ecossistemas complexos como a Grande Barreira de Corais. Ao usar a gestão adaptativa, podemos alocar melhor os recursos limitados e aumentar a resiliência de ecossistemas vitais. À medida que continuamos enfrentando desafios ambientais urgentes, estratégias como essas serão essenciais pra orientar investimentos em tecnologia que podem levar a benefícios significativos e duradouros.

Fonte original

Título: Developing new technologies to protect ecosystems: planning with adaptive management

Resumo: 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 atualização: 2024-10-28 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.24.619976

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.24.619976.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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