Home About Browse Search
Svenska


Cognition and decision-making in adoption of agricultural decision support systems

the case of precision agriculture

Lundström, Christina (2016). Cognition and decision-making in adoption of agricultural decision support systems. Skara : Sveriges lantbruksuniv.
ISBN 978-91-576-9433-1
eISBN 978- 91-576-9434-8
[Licentiate thesis]

[img]
Preview
PDF
1MB

Abstract

Precision agriculture (PA) has a central role to play in a sustainable intensification trajectory of agriculture, including increased yields and decreased environmental impact. Although grounded in advanced technologies this still implies that the individual farmer will have to develop knowledge that is complex, diverse and local. To manage adaptation to the within-field variation in large scale agriculture, so-called agricultural decision support systems (AgriDSS) are necessary. This thesis aims to 1) investigate farmers’ naturalistic decision-making in their socio-technical system, aiming to increase their situated knowledge and care in critical, complex situations, and 2) investigate and present strategies to improve the development processes of AgriDSS. This is done by discussing the so-called problem of implementation of AgriDSS in practical precision agriculture. Aspects of the implementation dilemmas are considered within three research questions: 1) What characterises a socio-technical system that supports farmers’ decision-making in complex and critical situations? 2) How can AgriDSS support farmers’ decision-making and development of situated knowledge, in order to increase sustainability of their practices? 3) How can the development process for new precision agriculture technology, such as AgriDSS, be improved to decrease or go beyond the problem of implementation?

The research questions are addressed using the theoretical framework of distributed cognition (DCog) from the research field of cognitive science and using user-centred design (UCD) approach from the field of human-computer interaction. Two case studies were performed and the main contribution is the novel concept of enhanced professional vision, which states that both technology and intuitive experience-based knowledge are necessary in decision-making. Neither one of them is replaceable when an increased adaptation to within-field variation and complexity in farmers’ care for their local situation is needed. The thesis also reveals the importance of social interactions for technology adoption and use: 1) during the participatory development process of AgriDSS; 2) for decision-making and learning when applying these technologies; and 3) to encourage farmers to use new technology to increase sustainability.

These findings have potential implications for farmers and advisors, by changing the dominating perspective in farm technologies from knowledge transfer to participatory approaches. The discussions provided here about expertise in relation to ICT, human beings and care in the trajectory of sustainable intensification will hopefully influence how farmers’ experience and situated knowledge is acknowledged in future research and development (R&D). More studies on R&D in advisory work in relation to new technologies and strategies to facilitate their use, and social learning and decision-making among farmers are needed, as are improved possibilities for advisors to interact and exchange experiences and strategies relating to technology use.

Authors/Creators:Lundström, Christina
Title:Cognition and decision-making in adoption of agricultural decision support systems
Subtitle:the case of precision agriculture
Alternative abstract:
LanguageAbstract
UNSPECIFIED

Lantbruket står inför stora utmaningar. Att möta samhällets krav på ökad produktion parallellt med bevarad eller helst stärkt miljönytta förutsätter innovationsförmåga. Hållbar intensifiering (ökad skörd på bibehållen areal i kombination med minimerad miljöbelastning) är ett koncept som används för att ange i vilken riktning vi måste röra oss i vissa produktionssystem. Oavsett produktionssystem så kommer krav på ökad hållbarhet att medföra att den individuella lantbrukaren behöver ha större situerade kunskap (erfarenhetsbaserad, intuitiv kunskap som är bunden till individen och lokalt anpassad) för att i större utsträckning kunna anpassa olika åtgärder efter platsbundna förutsättningar. Lantbruket står också inför en ökad osäkerhet i odlingsbetingelser på grund av klimatförändringar, vilket samtidigt kommer att kräva en större anpassningsförmåga. Här har precisionsodlingen en viktig roll att fylla, åtminstone i storskaligt lantbruk. För att tillämpa precisionsodling och anpassa olika åtgärder efter inomfältsvariationer i gröda och jord är olika typer av beslutsstödsystem nödvändiga. Idag utvecklas en mängd nya sådana inom precisionsodlingsområdet, men få används i praktiken, vilket inom forskningen kallats för implementeringsproblemet.

Denna avhandling har som målsättning att bidra till lantbrukares utveckling av situerad kunskap och därmed deras omsorg i praktiken (care: här definierat som resultatet av allt agerande som får teknik och information att bidra till hållbarhet i det praktiska lantbruket). Detta sker genom att undersöka vad som egentligen döljer sig i begreppet implementeringsproblemet vid utveckling för hållbar intensifiering av lantbruket. Målen är att: 1) från lantbrukares perspektiv undersöka deras naturalistiska beslutsfattande (beslutsfattande i verkligheten) i komplexa, kritiska situationer, samt 2) förbättra utvecklingsprocessen av nya beslutsstödsystem och på detta sätt undvika implementeringsproblemet. Detta ska göras genom att besvara följande tre forskningsfrågor: 1) Vad karaktäriserar ett socio-tekniskt system som stöder lantbrukares beslutsfattande i komplexa, kritiska situationer? 2) Hur kan beslutsstödsystem stödja lantbrukares beslutsfattande och utveckling av situerad kunskap med syfte att öka hållbarheten i lantbruket? 3) Hur kan utvecklingsprocessen av nya beslutsstödsystem förbättras för att på bästa sätt stödja lantbrukarna i deras produktion? För att besvara dessa forskningsfrågor har jag använt mig av det teoretiska ramverket distribuerad kognition (DCog) från forskningsområdet kognitionsvetenskap samt den teoretiska ansatsen användar-centrerad design (UCD) från forskningsområdet människa-datorinteraktion. Det viktigaste bidraget från den teoretiska analysen och de två fallstudierna är introduktionen av det nya konceptet utvidgad professionell blick (enhanced professional vision), som är en kombination av professionell blick (professional vision) och teknikmedierat seende (tool mediated seeing), dvs. kombination av teknik och situerad kunskap. En erfaren lantbrukare kan ses som expert på sin egen gård och sina fält, med stor erfarenhetsbaserad och intuitiv kunskap som inte kan ersättas av teknik. Såväl expertis som omsorg är beroende av situerad kunskap och detsamma gäller den samordningsförmåga som är en central kompetens som en lantbrukare måste ha i sitt dagliga arbete. Teknik kan stödja expertis, omsorg och samordningsförmåga, men inte ersätta den, därför behövs en kombination av teknik och situerad kunskap för att öka lantbrukets hållbarhet. Avhandlingen visar också på vikten av sociala sammanhang i relation till ny teknik: 1) under utvecklingsprocessen av nya beslutsstödsystem, genom att olika grupper av slutanvändare medverkar under hela utvecklingsprocessen och tekniken på så sätt anpassas redan från början till slutanvändarnas behov; 2) för beslutsfattande och lärande under praktisk användning; samt 3) för att motivera lantbrukare att ta till sig och använda ny teknik.

Förhoppningen är att resultaten från detta arbete ska påverka forskares, lantbrukares och rådgivares praktiska verksamhet, genom att förändra synen på hur kunskap utvecklas. Från så kallad informationsförmedling (knowledge transfer) som är enkelriktad från en utvecklare till en mottagare och som underförstått innebär att någon annan än slutanvändaren vet vad som är relevant att veta eller göra, till helt deltagarstyrda strategier där utvecklare och olika kategorier av slutanvändare deltar och bidrar med sina respektive erfarenheter och behov i en gemensam lärprocess. Förhoppningen är också att denna avhandling ska bidra till att lantbrukares erfarenhet och situerade kunskap ska värderas högre i framtida forskning och utveckling. Detta genom att en diskussion uppstår om expertis och förhållandet mellan teknik och människor, samt vikten av att stödja lantbrukares utveckling av situerad kunskap och därmed sin förmåga och vilja att bidra till ökad hållbarhet. Avhandlingen visar att rådgivare är nyckelpersoner för hållbar teknikanvändning i lantbruket, men deras kompetens vad gäller teknik behöver utvecklas för att möta ett ökat behov från allt kompetentare lantbrukare. För att det storskaliga lantbruket ska utvecklas i en riktning mot hållbar intensifiering är precisionsodling och nya beslutstöd nödvändiga. Men utvecklingen av nya be-slutsstöd måste göras i samverkan med olika grupper av slutanvändare och bättre strategier för att stödja användning, socialt lärande och beslutsfattande i relation till ny teknik bör beaktas under hela utvecklingen.

Year of publishing :October 2016
Depositing date:5 October 2016
Number of Pages:89
Papers/manuscripts:
NumberReferences
ILindblom, J., Lundström, C. & Ljung, M. (2016). Next-generation decision support systems for farmers: Sustainable agriculture through sustainable IT. Farming Systems Facing Global Challenges: Capacities and Strategies 1, Berlin: IFSA Europe, pp. 49-57.
IILundström, C., Lindblom, J., Ljung, M. & Jonsson, A. (2015). Some considerations about the development and implementation process of a new agricultural decision support system for site-specific fertilisation. Precision Agriculture 15, pp. 437-444.
IIILindblom, J., Lundström, C., Ljung, M. & Jonsson, A. (submitted). Promoting sustainable intensification in precision agriculture: Considering the ICT development process for site-specific fertilisation. Invited submission to the journal Precision Agriculture; the manuscript is currently under review.
IVLundström, C., Lindblom, J., Ljung, M. & Jonsson, A. (2016). Sustainability as a governing principle in the use of agricultural decision support systems: The case of CropSAT. Paper presented at the IFSA Symposium, 12-15 July, Newport, Shropshire, UK.
VLundström, C. & Lindblom, J. (2016). Considering farmers’ situated expertise in using AgriDSS to foster sustainable farming practices in precision agriculture. Paper presented at the 13th International Conference on Precision Agriculture (ICPA), 31 July-31August, St Louis, Missouri, USA, pp. 1-15.
Place of Publication:Skara
Publisher:Department of Urban and Rural Development, Swedish University of Agricultural Sciences
ISBN for printed version:978-91-576-9433-1
ISBN for electronic version:978- 91-576-9434-8
Language:English
Additional Information:Finansiär är temaprojektet Biologisk markkartering, ett temaprojekt vid SLU som avslutades 2015
Publication Type:Licentiate thesis
Full Text Status:Public
Agris subject categories.:E Economics, development, and rural sociology > E20 Organization, administration and management of agricultural enterprises or farms
F Plant production > F01 Crop husbandry
U Auxiliary disciplines > U40 Surveying methods
Subjects:(A) Swedish standard research categories 2011 > 4 Agricultural Sciences > 401 Agricultural, Forestry and Fisheries > Agricultural Science
(A) Swedish standard research categories 2011 > 4 Agricultural Sciences > 405 Other Agricultural Sciences > Environmental Sciences related to Agriculture and Land-use
Agrovoc terms:decision making, decision support systems, farmers, knowledge management, new technology, participatory approaches, precision agriculture, cultivation, site factors, plant nutrition
Keywords:enhanced professional vision, agricultural decision support systems, farmers’ decision-making, care, situated knowledge, distributed cognition, user-centred design
URN:NBN:urn:nbn:se:slu:epsilon-e-3724
Permanent URL:
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:slu:epsilon-e-3724
ID Code:13702
Faculty:NJ - Fakulteten för naturresurser och jordbruksvetenskap
Department:(NL, NJ) > Dept. of Urban and Rural Development
(LTJ, LTV) > Dept. of Urban and Rural Development
Deposited By: Christina Lundström
Deposited On:06 Oct 2016 11:35
Metadata Last Modified:15 Oct 2017 13:39

Repository Staff Only: item control page

Downloads

Downloads per year (since September 2012)

View more statistics

Downloads
Hits