Umweltdatenwissenschaft und maschinelles Lernen (ML) werden für die Bewältigung ökologischer Herausforderungen immer wichtiger. Allerdings können diese Technologien unbeabsichtigt Vorurteile in ihren Trainingsdaten aufrechterhalten, was zu sozioökologischen Ungleichheiten führen kann. Das Fachgebiet ist mit Problemen wie Datenintegrität, algorithmischer Verzerrung und Modellüberanpassung konfrontiert, die ein tieferes Verständnis und gerechtere Ansätze erfordern.
Die aktuelle Debatte und Entwicklung in diesem Bereich unterstreicht, wie wichtig es ist, Gerechtigkeit in allen Forschungs- und Designbereichen zu verankern, um faire und unvoreingenommene Ergebnisse zu gewährleisten.
In einem neuen perspektivischen Artikel wird ein Paradigmenwechsel hin zur Integration sozioökologischer Gerechtigkeit in die Umweltdatenwissenschaft und das maschinelle Lernen (ML) befürwortet veröffentlicht in der Grenzen der Umweltwissenschaft und -technik.
Das von Joe F. Bozeman III vom Georgia Institute of Technology verfasste Papier betont, wie wichtig es ist, sozioökologische Ungleichheit zu verstehen und anzugehen, um die Integrität der Umweltdatenwissenschaft zu verbessern.
In dieser Studie werden das Systemic Equity Framework und das Wells-Du Bois-Protokoll vorgestellt und validiert, wesentliche Instrumente zur Integration von Gerechtigkeit in Umweltdatenwissenschaft und maschinelles Lernen. Diese Methoden gehen über traditionelle Ansätze hinaus, indem sie neben technischer Genauigkeit auch sozioökologische Auswirkungen betonen.
Das Systemic Equity Framework konzentriert sich auf die gleichzeitige Berücksichtigung von Verteilungs-, Verfahrens- und Anerkennungsgerechtigkeit und gewährleistet so faire Vorteile für alle Gemeinschaften, insbesondere für die Randgruppen. Es ermutigt Forscher, Gerechtigkeit während des gesamten Projektlebenszyklus zu verankern, von der Gründung bis zur Umsetzung.
Das Wells-Du Bois-Protokoll bietet eine strukturierte Methode zur Bewertung und Abschwächung von Verzerrungen in Datensätzen und Algorithmen und leitet Forscher an, eine mögliche Verstärkung gesellschaftlicher Vorurteile in ihrer Arbeit kritisch zu bewerten, die zu verzerrten Ergebnissen führen könnte.
„Bei unserer Arbeit geht es nicht nur um die Verbesserung der Technologie, sondern auch darum, sicherzustellen, dass sie allen gerecht wird“, sagte Bozeman. „Die Einbeziehung einer Gerechtigkeitsperspektive in die Umweltdatenwissenschaft ist entscheidend für die Integrität und Relevanz unserer Forschung im realen Umfeld.“
Diese Forschung beleuchtet nicht nur bestehende Herausforderungen in der Umweltdatenwissenschaft und im maschinellen Lernen, sondern bietet auch praktische Lösungen zu deren Bewältigung. Es setzt einen neuen Standard für die Durchführung gerechter, gleichberechtigter und integrativer Forschung und ebnet damit den Weg für verantwortungsvollere und wirkungsvollere umweltwissenschaftliche Praktiken.
Mehr Informationen:
Joe F. Bozeman: Die Stärkung der Integrität in der Umweltdatenwissenschaft und im maschinellen Lernen erfordert das Verständnis sozioökologischer Ungleichheit. Grenzen der Umweltwissenschaft und -technik (2024). DOI: 10.1007/s11783-024-1825-2