Immagina un mondo in cui gli scienziati usano i computer per prevedere l'impatto del cambiamento climatico e altri fattori di stress sulla sicurezza alimentare internazionale, migrazione, e conflitto civile, e quindi utilizzare tali previsioni per aumentare la disponibilità di risorse vitali.

Kelly Cobourn, assistente professore di politica delle risorse idriche presso il College of Natural Resources and Environment della Virginia Tech, sta lavorando a un progetto che potrebbe portarci un passo più vicino a quella realtà.

Fa parte di un team di ricercatori della University of Southern California, la Pennsylvania State University, l'Università del Minnesota, e l'Università del Colorado che riunisce esperti di intelligenza artificiale, modello di accoppiamento, idrologia, agronomia, ed economia.

Il ruolo di Cobourn sarà quello di guidare il lavoro di modellazione socioeconomica necessario per sviluppare un sistema di modellazione computerizzata che aiuterà a prevedere come le attività umane possono avere un impatto sul mondo naturale, e viceversa.

Più specificamente, il suo lavoro contribuirà alla comprensione della sicurezza alimentare attraverso l'integrazione di modelli socioeconomici e biofisici, nonché la razionalizzazione degli strumenti di dati utilizzati nella valutazione dei problemi di sicurezza alimentare.

"La sicurezza alimentare è un grosso problema in gran parte del mondo, e probabilmente diventerà un problema più urgente andando avanti, " disse Cobourn, un membro della facoltà presso il Dipartimento delle risorse forestali e della conservazione ambientale. "Il cambiamento climatico contribuisce all'insicurezza alimentare, e l'insicurezza alimentare contribuisce al conflitto civile".

Considerando la complessa interazione tra esseri umani e questioni ambientali come il cambiamento climatico, i ricercatori stanno lavorando per sviluppare modelli che illustrino come gli agricoltori prendono decisioni sulla produzione alimentare. Quindi creeranno modelli per aiutare a spiegare come tali decisioni influenzano, o sono affetti da, sollecitazioni sull'ambiente e sui sistemi sociali.

Il progetto quadriennale, chiamato MINT per Model INTegration, è guidata da Yolanda Gil, professore di informatica presso l'Information Sciences Institute della University of Southern California. È finanziato con una sovvenzione di 13 milioni di dollari dalla Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) come parte del programma World Modelers della DARPA.

Secondo Cobourn, che è anche affiliato al Global Change Center ospitato nel Fralin Life Science Institute della Virginia Tech, la questione della sicurezza alimentare ha anche applicazioni di difesa.

"L'insicurezza alimentare può spesso portare a conflitti in molte parti del mondo. In definitiva, vogliamo capire come diversi fattori determinano i risultati della sicurezza alimentare e come ciò può portare a disordini civili, " Ha spiegato Cobourn. "Questo può anche aiutarci a capire meglio quali misure dovrebbero essere prese per proteggersi dall'insicurezza alimentare e prevenire parte di quel conflitto".

I membri del team di ricerca sperano inoltre di utilizzare la loro variegata esperienza per accelerare la raccolta dei dati e la modellazione della sicurezza alimentare.

"Proprio adesso, la modellazione comporta una grande raccolta di dati, " Ha detto Cobourn. "Un ricercatore che lavora sulla sicurezza alimentare andrebbe a raccogliere dati sul campo oa raccoglierli manualmente da varie fonti. Potrebbero volerci anni per raccogliere dati e poi capire come accoppiare i modelli tra le discipline. Questo progetto creerebbe modi computazionali per estrarre dati da varie fonti e automatizzare il processo di modellazione".

Automatizzando la raccolta e la modellazione dei dati, il team sarà in grado di ridurre notevolmente la quantità di tempo necessaria per collegare i modelli tra le discipline, che porterà a una più piena comprensione dell'intersezione tra attività umana e ambiente.

Nei prossimi quattro anni, i ricercatori svilupperanno modelli dell'attività umana e degli impatti sulle risorse naturali per creare previsioni per alcune parti del mondo sulla base di fattori come il cambiamento climatico e i raccolti.

"Principalmente svilupperò modelli e creerò comportamenti umani e scenari politici, " Ha detto Cobourn. "Gli esperti di calcolo sanno come automatizzare la raccolta dei dati e il processo di modellazione, ma potrebbero non avere esperienza nelle discipline che stanno lavorando su questi problemi. Gli altri esperti disciplinari e io li aiuteremo a mettere insieme cose come i modelli agronomici ed economici in un modo che abbia senso.

"È entusiasmante lavorare con un team così ampio di esperti e pensare a come possiamo portare avanti gli sforzi di modellazione dei sistemi umani e naturali accoppiati sviluppando nuovi strumenti computazionali, " lei ha aggiunto.