Imagine um mundo onde os cientistas usam computadores para prever o impacto das mudanças climáticas e outros fatores de estresse na segurança alimentar internacional, migração, e conflito civil, e então usar essas previsões para aumentar a disponibilidade de recursos vitais.

Kelly Cobourn, professor assistente de política de recursos hídricos na Faculdade de Recursos Naturais e Meio Ambiente da Virginia Tech, está trabalhando em um projeto que pode nos aproximar ainda mais dessa realidade.

Ela faz parte de uma equipe de pesquisadores da University of Southern California, a Universidade Estadual da Pensilvânia, a Universidade de Minnesota, e a Universidade do Colorado, que reúne especialistas em inteligência artificial, acoplamento de modelo, hidrologia, agronomia, e economia.

O papel de Cobourn será liderar o trabalho de modelagem socioeconômica necessária para desenvolver um sistema de modelagem por computador que ajudará a prever como as atividades humanas podem impactar o mundo natural, e vice versa.

Mais especificamente, seu trabalho contribuirá para uma compreensão da segurança alimentar por meio da integração de modelos socioeconômicos e biofísicos, bem como a simplificação das ferramentas de dados usadas na avaliação de questões de segurança alimentar.

“A segurança alimentar é um grande problema em grande parte do mundo, e provavelmente se tornará um problema mais urgente daqui para a frente, "disse Cobourn, membro do corpo docente do Departamento de Recursos Florestais e Conservação Ambiental. “A mudança climática contribui para a insegurança alimentar, e a insegurança alimentar contribui para o conflito civil. "

Ao considerar a complexa interação entre humanos e questões ambientais, como as mudanças climáticas, os pesquisadores estão trabalhando para desenvolver modelos que ilustrem como os agricultores tomam decisões sobre a produção de alimentos. Eles, então, criarão modelos para ajudar a explicar como essas decisões afetam, ou são afetados por, tensões no meio ambiente e nos sistemas sociais.

O projeto de quatro anos, chamado MINT para Model INTegration, é liderado por Yolanda Gil, professor de ciência da computação no Instituto de Ciências da Informação da University of Southern California. É financiado com uma doação de US $ 13 milhões da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA) como parte do programa de Modeladores Mundiais da DARPA.

De acordo com Cobourn, que também é afiliado ao Global Change Center localizado no Fralin Life Science Institute da Virginia Tech, a questão da segurança alimentar também tem aplicações de defesa.

“A insegurança alimentar pode muitas vezes levar a conflitos em muitas partes do mundo. queremos entender como diferentes fatores impulsionam os resultados da segurança alimentar e como isso pode levar a distúrbios civis, "Cobourn explicou." Isso também pode nos ajudar a entender melhor quais medidas devem ser tomadas para proteger contra a insegurança alimentar e prevenir parte desse conflito. "

Os membros da equipe de pesquisa também esperam usar sua experiência variada para acelerar a coleta de dados e modelagem de segurança alimentar.

"Agora mesmo, modelagem envolve muita coleta de dados, "Disse Cobourn." Um pesquisador que trabalhava com segurança alimentar iria coletar dados de campo ou coletá-los manualmente de várias fontes. Pode levar anos para reunir dados e, em seguida, descobrir como acoplar modelos entre as disciplinas. Este projeto criaria formas computacionais de extrair dados de várias fontes e automatizar o processo de modelagem. "

Ao automatizar a coleta e modelagem de dados, a equipe será capaz de reduzir significativamente a quantidade de tempo necessária para conectar modelos entre disciplinas, o que levará a uma compreensão mais completa da interseção entre a atividade humana e o meio ambiente.

Nos próximos quatro anos, os pesquisadores desenvolverão modelos de atividade humana e impactos sobre os recursos naturais para criar previsões para certas partes do mundo com base em fatores como mudanças climáticas e safras.

"Estarei principalmente desenvolvendo modelos e criando cenários de comportamento humano e políticas, "Disse Cobourn." Os especialistas em computação sabem como automatizar a coleta de dados e o processo de modelagem, mas eles podem não ter experiência nas disciplinas que estão trabalhando nesses problemas. Os outros especialistas disciplinares e eu os ajudaremos a reunir aspectos como modelos agronômicos e econômicos de uma forma que faça sentido.

"É empolgante trabalhar com uma equipe tão grande de especialistas e pensar sobre como podemos impulsionar os esforços de modelagem de sistemas humanos e naturais acoplados, desenvolvendo novas ferramentas computacionais, " ela adicionou.