Banbrytande jordbruksteknik har utvecklats under de senaste åren, introducerar innovationer från självkörande traktorer och laserskrämmor till robotbin som hjälper till med pollinering.

Men är dessa innovationer användbara för och omfamnas av bönder runt om i världen? Och, kanske ännu viktigare, gör deras inverkan på det globala klimatet samhällen och världen till en bättre plats? Vad kan teknologer lära sig av alternativa jordbruksrörelser, såsom permakultur och ekojordbruk, som försöker ombilda relationerna mellan människor, icke-människor och mark?

Penn State College of Information Sciences and Technologys forskare Shaowen Bardzell och Jeffrey Bardzell gav sig i kast med att svara på dessa frågor, gör etnografiskt fältarbete i Shengou Village (深溝村), en experimentell ekologisk bondby på landsbygden Yuanshan township i Taiwans brödkorg, Yilan län. Där, de observerade samhällets motsvar på industriell innovation och den resulterande klimatkrisen. Vad forskarna fann var ett sofistikerat alternativt tillvägagångssätt till jordbruk där utbyte av varor, pengar, och arbetskraften var inte inriktad på att skapa välstånd, utan snarare på att upprätthålla ett önskvärt sätt att leva.

"Det finns ett antal metoder, särskilt sedan den industriella revolutionen, som har lett till ohållbara sätt att vara som nu skapar en miljökris och ett existentiellt hot mot mänskligheten, sa Jeffrey, professor och biträdande dekanus för grund- och forskarstudier vid College of IST. "Vad vår forskning försöker göra är tvärvetenskapliga datorer och jordbruk på olika platser där människor tar fram strategier för att minska några av de ohållbara metoder som vi har kommit att vara beroende av."

Etnografer och experter inom människa-datorinteraktion (HCI) och design, Jeffrey och Shaowen syftade till att upptäcka och identifiera konkreta metoder som används av dessa bönder som alternativ till industriellt jordbruk, i hopp om att potentiellt överföra dessa metoder till sitt område.

"Typiskt i HCI, du skulle identifiera en domän och säga, "Hur kan vi utnyttja teknik för att stödja människor inom den domänen?" Shaowen, professor vid College of IST, sa. "Men i det här projektet, det är tvärtom. Det är att ta reda på vad teknologer kan lära sig av ekologiska bönder som kan informera oss i vårt projekt att omdesigna design."

Konceptet med att omdesigna design är forskarnas försök att göra design mer kompatibel med människors långsiktiga behov på planeten – nämligen, överlevnad.

"Vi [som människor] verkar vara så strävade efter att bygga system utan att egentligen tänka på konsekvenserna, " sa Jeffrey. "Och det väcker ett slags dilemma, vilket är, vi vill vara designers för att göra om design, men det som är trasigt är design."

Shaowen refererade till en hypotetisk situation där världen är befolkad av robotbin, ersätta faktiska bin som hade dödats av bekämpningsmedel, som, i tur och ordning, påverkade blommor och andra pollinatörer.

"Det är som att du löser ett problem med bekämpningsmedel, men det skapar ett annat problem som du kan lösa med en annan konstgjord lösning, " sa Shaowen. "Så en del av vad dessa taiwanesiska ekobönder försöker göra är att stoppa den här typen av kaskadproblem med att ha ett problem som skapar en ny lösning som skapar ett nytt problem med en ny lösning, och så vidare."

I sin fältforskning på över ett dussin gårdar i byn Shengou, de observerade praxis hos en ny generation bönder – av vilka många lämnade stadsbaserade yrkeskarriärer (inom arkitektur, teknik, kemisk informatik, statsvetenskap och kulturantropologi, bland annat) i ett antal branscher för att pröva sig på småbruk för att experimentera med alternativa tekniker och principer för att hantera ständigt ökande skadliga miljöpåverkan. Var och en med sin egen unika inställning till sitt hantverk, bönderna bidrog till ett mer symbiotiskt samhälle och ett mer motståndskraftigt jordbruksekosystem.

"Många gånger dessa frågor, särskilt när det gäller miljörättvisa eller miljöhänsyn, är faktiskt onda problem som teknologer inte kan arbeta ensamma, "Shaowen sa. "Och så vi använder etnografi som material att tänka med. Genom förståelsen av jordbrukarnas konkreta praxis, vi vill synliggöra potentialerna för alternativa lösningar."

En bonde experimenterade med konceptet med en övergiven gård, som planterades på ett sätt så att gården skulle självreglera och i slutändan producera grödor utan ytterligare mänsklig inblandning. En annan utvecklade ett system för att attrahera och fånga invasiva sniglar för att ersätta de mödosamma, tidigare använt alternativ att ta bort dem för hand, i ett försök att undvika bekämpningsmedel som skulle döda inte bara sniglarna utan även räkorna, grodor, musslor och andra organismer som lever i miljön.

"Bönderna verkar vara prototyper på ett alternativt sätt att göra livsmedelsproduktion. De har skapat ett alternativt ekonomiskt system och en alternativ uppsättning värderingar, alternativa samhällsrelationer, och en alternativ praxis för faktisk mattillväxt och matdistribution, " sa Jeffrey.

Dessutom, forskarna fann att många av de bönder som de observerade inte var öppna för ny teknik.

"Det händer så mycket innovation inom ag tech-området, ", sa Shaowen. "Och om människor som är på dessa gårdar väljer bort att engagera sig i den innovationen, På lång sikt kommer du att se en digital klyfta och människor som är strukturellt missgynnade."

Från deras observationer, forskarna gör tre anmärkningsvärda bidrag till framtida forskning. Först, de föreslår att teknologer mer avsiktligt borde utforma resurser som kan delas av alla – inklusive människor och icke-människor – i ett givet utrymme. Andra, de rekommenderar att HCI som ett område fullt ut bör utnyttja sina egna resurser för att stödja blomstrande biosystem, snarare än att se information som okroppslig och platslös. Till sist, forskarna noterar att HCI:s forskare och designers bör ta hänsyn till markanvändning och relationer mellan arter i alla överväganden av IT-utveckling och driftsättning.

"Vårt arbete försöker verkligen utnyttja olika disciplinära perspektiv för att hjälpa oss ta itu med några av de bakomliggande orsakerna till klimatkrisen och förändra dem inifrån med minimala störningar, " avslutade Shaowen.

Jeffrey och Shaowen samarbetade med Ann Light, professor vid universitetet i Sussex och Malmö universitet. De presenterade sitt arbete på ACM Conference on Human Factors in Computing Systems, CHI2021, den internationella flaggskeppskonferensen om interaktion mellan människa och dator, hölls praktiskt taget 8-13 maj. Arbetet stöds av National Science Foundation.