《Technovation》：Cyber-physical systems for climate adaptation: Pathways to sustainable technological progress in Greek regions
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本研究探索了产业5.0与社会5.0背景下气候变化适应（CCA）与Cyber-Physical Systems（CPS）的协同创新机制，通过希腊五个地区的实地调研，整合ambidextrous cybersecurity、Quintuple Helix Innovation（QHI）框架及7Ps stage-gate模型，提出数字化技术驱动区域气候韧性提升的三重作用机制，并构建兼顾技术安全与可持续发展的战略干预路径。
埃利亚斯·G·卡拉亚尼斯（Elias G. Carayannis）|基里亚基·I·卡夫卡（Kyriaki I. Kafka）|潘特利斯·C·科斯蒂斯（Pantelis C. Kostis）|西奥多拉·瓦尔维（Theodora Valvi）
美国华盛顿特区乔治华盛顿大学商学院信息系统与技术系，邮编20052
摘要
本研究探讨了在工业4.0和社会5.0的演变背景下，气候变化适应（Climate Change Adaptation, CCA）行动与信息物理系统（Cyber Physical Systems, CPS）之间的关键交叉点。基于在希腊各地区进行的实地研究，本文分析了应对气候变化的策略，并根据可持续技术创新的应用对这些策略进行了比较。它将气候韧性策略与治理、利益相关者参与以及由双刃可持续性原则指导的公共政策创新联系起来。文章提出了“双刃网络安全”（ambidextrous cybersecurity）的概念，并结合了“五螺旋创新”（Quintuple Helix Innovation, QHI）框架，认为这一框架有助于推动CPS的可持续发展。工业4.0和社会5.0的发展必须在技术进步与以人为本的方向之间取得平衡。QHI框架揭示了政府、产业界、学术界和民间社会在向新时代过渡过程中的共同作用。研究提出了战略性的干预措施，以确保CPS的发展能够与气候变化适应目标保持最佳契合，从而推动未来的可持续发展。这些见解对关注可持续性转型、技术变革和经济发展的政策制定者、企业和学者具有重要意义。
引言
如今，可持续性比以往任何时候都更为重要，因为数字技术融入物理世界的进程正在迅速发展（参考文献中未找到Nikolaidis等人2013年、Vinke-de Kruijf等人2018年、Natura 2000年、Kammen等人2016年以及Holland等人2024年的研究）。第四次工业革命的开启标志着人类能力与信息物理系统（CPS）融合的时代（Lee等人2018年）。在这场颠覆性变革中，本研究创新性地探讨了气候变化适应（CCA）策略与工业4.0和社会5.0背景下CPS发展之间的联系，展示了可持续技术如何支持环境和社会利益。
面对严峻的气候变化（Kostis和Kafka 2023年），本研究分析了希腊各地区的气候变化适应策略，重点关注这些策略与可持续技术发展的关系。这种比较不仅具有学术意义，还揭示了世界不同地区如何通过创新解决方案应对气候变化的挑战（Filho 2016年）。
本文的主要贡献之一是推进了“双刃网络安全”（AMBI-CYBER）概念（Carayannis等人2019年），并采用了“五螺旋创新”（QHI）模型（Carayannis等人2012年）。这些框架对于理解如何在CPS中实现可持续发展至关重要。此外，研究提出了“7Ps阶段门”模型（Patient, Persistent, Persevering, Proactive, Predictive, Preventive, Preemptive）（Carayannis等人2019年），旨在确保创新不会削弱环境、社会和经济这三个可持续性支柱。
从工业4.0向工业5.0、从社会4.0向社会5.0的转变是本研究的关键点之一。这一关键演变使技术驱动的发展模式朝着更加以人为本的方向发展（Cannavacciuolo等人2023年；Carayannis等人2024年）。研究利用QHI框架探讨了政府、产业界、学术界和民间社会等不同社会伙伴在这一转型过程中的参与关系。
基于这些原则，本研究概述了数字转型推动可持续区域创新的三种机制：1）CPS提升了感知、预测和运营协调能力，从而能够更提前地应对气候变化；2）多主体治理结构（如QHI模型所示）决定了知识、责任和环境优先事项的协调方式；3）迭代学习循环（通过7Ps模型体现）决定了CPS能否从短期试点发展成为具有韧性的制度化系统。这些机制共同解释了数字技术如何以及为何能够促进可持续区域创新。
本研究的主要贡献如下：(a) 它结合了工业4.0和社会5.0时代的气候变化适应（CCA）领域与CPS创新，提出了一个创新的视角。这一关联在近期研究中尚未得到充分探讨，本研究旨在为理解工业4.0和社会5.0的原则如何促进环境可持续性基准提供新的见解。(b) 本研究聚焦于希腊的区域层面，对气候变化举措进行了独特的区域分析，使不同地区和社区能够在不断变化的技术环境中实施有效的应对策略。(c) 它丰富了网络安全领域的文献，提出了“双刃网络安全”概念，这一概念有助于制定不会损害安全性和隐私性的CPS可持续发展战略。(d) 研究展示了工业4.0和社会5.0时代CPS的创新模式，说明了多个利益相关者合作在推动可持续创新行动中的作用。(e) 研究还重点关注了从工业4.0向社会5.0的转型过程，特别是人类福祉这一核心要素。它为讨论产业如何变得更加包容、可持续和技术驱动提供了依据。(f) 除了理论结论外，研究还提出了实际和战略性的干预措施，旨在确保CPS的发展方向与气候变化适应措施保持一致，为政策制定者提供了实用指导。(g) 通过动态的7Ps多阶段模型引入了AMBI-CYBER框架，为网络安全提供了价值。这种方法结合了组织、技术和文化的优势，促进了无形资产和能力的有效管理，增强了组织边界之外的可信度、保护和隐私。(h) 为解决这一研究问题，研究借鉴了三个互补的框架，解释了CPS如何实现气候变化适应：AMBI-CYBER（如何实现）、QHI（由谁/在哪里实现）和7Ps阶段门（何时实现）。下一节将详细阐述这些框架及其整合方式。(i) 本研究是一项跨学科的研究，涵盖了可持续性、技术、经济和网络安全等多个方面，对于应对气候变化和快速发展的技术挑战至关重要（Dwivedi等人2022年）。这些方面使本研究成为当前创新管理、区域发展和数字化转型讨论中的重要参考。
鉴于气候变化和技术的快速变化，本研究对于实现可持续发展具有战略意义（Agan和Balcilar 2023年）。其内容对政策制定者、业界实践者以及可持续性、技术和经济领域的学者都具有重要意义，为应对当前复杂形势提供了路线图。
论文结构如下：第2节回顾了关于气候变化适应策略、技术发展的可持续进步以及CPS、工业4.0和社会5.0的现有知识。第3节描述了研究方法，包括比较研究设计和数据分析方法，介绍了从希腊各地收集和评估信息的过程。第4节总结了研究结果，探讨了CPS如何促进气候韧性及更可持续、以人为本的技术发展。第5节基于相关文献对结果进行了讨论。第6节提出了分析结论，并提出了对政策、产业和研究的建议，以确保CPS的发展得到气候变化适应措施的支持。
研究片段
气候变化适应策略与可持续技术发展
通过分析联合国的可持续发展目标13——气候行动（SDG 13），可以很容易地理解气候变化与可持续性之间的联系，该目标将适应和可持续性视为2030年议程的双重使命。这包括消除贫困、减缓气候变化和实现可持续经济增长的国际努力，强调了减缓和适应之间的相互关系（Türke? 2024年）。
方法论
希腊是研究CPS与气候变化适应（CCA）整合的相关背景，特别是在新兴的工业4.0和社会5.0范式下。希腊是受气候变化影响最严重的国家之一，其地理多样性显著，旅游业和农业部门对气候高度依赖（希腊银行2011年）。该国地中海气候的特点是夏季炎热干燥、冬季湿润，这也是该国面临气候变化挑战的原因之一。
结果
本节对在希腊五个地区进行的21次半结构化访谈结果进行了区域分析。研究结果反映了气候变化适应策略的具体地域特征及其与CPS整合的系统性因素。
为了超越对利益相关者观点的简单总结，研究结果被解释为具有解释性和机制驱动性，与上述三个框架相一致。
讨论
本研究通过强调CPS在提高区域气候韧性方面的潜力（Elahi等人2022年），进一步丰富了关于气候变化适应策略与CPS融合的文献。它超越了现有文献，将分析置于对希腊多个地区的比较研究中，揭示了技术采纳的偶然性和制度性媒介作用。
结论与启示
本研究验证了将气候变化适应策略与CPS系统整合的潜力，显著提升了区域气候韧性，并找到了将技术进步与可持续性、包容性和治理转型目标相协调的有效途径。基于在希腊五个不同地区（阿提卡、中马其顿、北爱琴海、南爱琴海和克里特岛）进行的深入区域调查，本研究揭示了CPS支持的区域发展现状的不均衡性。
作者贡献声明
埃利亚斯·G·卡拉亚尼斯（Elias G. Carayannis）：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、方法论制定、调查、数据整理、概念构建。基里亚基·I·卡夫卡（Kyriaki I. Kafka）：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、正式分析、数据整理。潘特利斯·C·科斯蒂斯（Pantelis C. Kostis）：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、方法论制定、调查、正式分析、数据整理。西奥多拉·瓦尔维（Theodora Valvi）：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、方法论制定。
利益冲突声明
作者确认不存在任何利益冲突。
