Kan AI helpen bij het bereiken van ecologische duurzaamheid?

Het kost tijd, kwaliteitsgegevens en veel elektriciteit om kunstmatige intelligentie te trainen. Het nam zo'n 27,648 kilowattuur (kWh) voor het AI-onderzoeks- en implementatiebedrijf OpenAI om 3 dagen lang het GPT-9-taalmodel te trainen. Als je bedenkt dat een Amerikaans huishouden 10,715 kilowattuur (kWh) per jaar verbruikt, zijn de kosten van AI enorm. Als deze technologie zo energieverslindend is, hoe kan ze dan bijdragen tot ecologische duurzaamheid? Laten we eens kijken naar verschillende gevallen van hoe AI het milieu verbetert.

De Verenigde Naties hebben 17 duurzame ONTWIKKELINGSDOELEN, die kan worden onderverdeeld in drie groepen: 'Milieu', 'Economie' en 'Samenleving'. AI kan direct of indirect de oplossing van elk probleem versnellen, van het beschermen van bedreigde plantensoorten tot het verminderen van de uitstoot van kooldioxide in de atmosfeer.

AI en klimaatverbetering

De mensheid worstelt al jaren met klimaatverandering en opwarming van de aarde, veroorzaakt door een toename van de concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer. Elektriciteits- en warmteproductie, landbouw en transport blijven de "leiders" in termen van uitstoot van kooldioxide, stikstofoxide, methaan en andere stoffen. Gassen absorberen infraroodstraling en houden warmte vast, waardoor de temperatuur geleidelijk stijgt.

In zijn studie uit 2021 waarschuwt het Intergouvernementeel voor klimaatverandering (IPCC) dat de wereldwijde koolstofbalans zal opraken tegen 2030. Overschrijding van deze limiet zal de opwarming van de aarde met meer dan 1.5 graad versnellen. Er is geen tijd voor reflectie en de mensheid probeert de resultaten van haar activiteiten glad te strijken door technologieën voor deze doeleinden aan te trekken.

AI is een van de opties om de opwarming van de aarde te vertragen. De onafhankelijke denktank Carbon Tracker leerde een slim algoritme om de emissies van elektriciteitscentrales van satellietbeelden te monitoren. Op basis van de verzamelde data maakt de onderzoeksorganisatie voorspellingen over welke energiecentrales de werkelijke omvang van de vervuiling verbergen. Het bepaalt ook welke het waard zijn om in te investeren om een ​​koolstofarme toekomst te verzekeren.

Als AI goed is getraind, zal het algoritme vraag en aanbod van elektriciteit voorspellen. De technologie detecteert vooraf de mogelijke risico's die samenhangen met de onbalans van vraag en aanbod en de productie en het gebruik van elektriciteit. EPRI verzamelt gegevens om onderwijzen AI hoe complexe problemen in de energie-industrie op te lossen. Bijvoorbeeld hoe u een applicatie kunt maken die de raffinaderijactiviteiten verbetert en de milieu-impact vermindert.

 

AI om planten en dieren te beschermen tegen uitsterven

Volgens de VN, worden ongeveer 1 miljoen soorten planten en dieren bedreigd door de negatieve impact op het milieu. Alleen in de jaren 1980 - 2000 werd ongeveer 100 miljoen hectare bos gekapt voor landbouwgronden, wat overeenkomt met de totale oppervlakte van Duitsland en Frankrijk. Voor de natuur is dit een groot gemis.

Daarom pleiten milieuactivisten voor een heroverweging van menselijk handelen en dringen ze aan op een kader voor biodiversiteit. Activisten benadrukken de noodzaak om een ​​nieuwe economie op te bouwen waarin duurzaam gebruik van natuurlijke hulpbronnen en de gezondheid van mens en planeet voorop staan.

AI kan een hulpmiddel worden om 'groene' doelen te bereiken. De technologie is gebruikt door Kew's Millennium Seed Bank (MSBP)-programma om de risico's van uitsterven van planten te beoordelen. AI signaleert op tijd een mogelijk uitsterven, zodat onderzoekers op voorhand actie kunnen ondernemen en een bepaalde soort kunnen beschermen.

Om te bepalen welke planten eerst moeten worden beschermd, maken ze op AI gebaseerde analytische programma's, zoals Captain. Het neurale netwerk analyseert plantensoorten en evalueert het budget voor natuurbescherming. Gezien de manier waarop mensen land gebruiken, biedt dit het meest effectieve model voor de bescherming van de biodiversiteit. Dat wil zeggen, het suggereert welk type plant het beter is om te beschermen om grote voordelen voor de natuur te krijgen.

Het UK Centre for Ecology & Hydrology (UKCEH) werkt met Keen AI op een AI-systeem dat bermplanten kan scannen. Onder de lokale flora zal het programma uitheemse soorten herkennen die per ongeluk uit een ander land zijn geïntroduceerd en het door de eeuwen heen gevormde ecosysteem schenden. Een dergelijke maatregel zal het unieke ecologische systeem behouden en de kosten van milieuonderzoek verlagen.

AI en het oplossen van de watercrisis

De WHO heeft geschat dat ongeveer 2 miljard mensen in de wereld drinken onrein water en meer dan 700 miljoen mensen hebben helemaal geen toegang tot drinkwater. Volgens sommige voorspellingen zal in 2025 de helft van de bevolking in regio's met waterschaarste wonen.

De methode om zout uit zeewater te winnen, voorgestelde door Martin Bazant, hoogleraar Engineering and Mathematics, lost het probleem van waterschaarste gedeeltelijk op, maar vervuilt tegelijkertijd de lucht nog meer. Om een ​​schokgolf te creëren die zout uit water "knijpt", is te veel elektriciteit nodig. Daarom is de mensheid op zoek naar alternatieve "groene" methoden om het waterverbruik te reguleren en haar reserves te hervatten.

AI-systemen kunnen een wondermiddel worden in de strijd tegen drinkwaterschaarste. Zo ontwikkelen onderzoekers van de Universiteit van Chicago zich Op AI gebaseerde software dat zal helpen afvalwater te zuiveren voor hergebruik. Wetenschappers hebben een nieuw waterrecuperatiesysteem uitgevonden dat het energieverbruik zal verminderen. Ingenieurs zijn van plan om draadloze sensoren te introduceren om de waterkwaliteit de klok rond te bewaken.

Onderzoekers trainen ook AI om chemicaliën en afval in het water te vinden die schadelijk zijn voor het milieu. Alleen al in de PFAS-familie zitten meer dan 4,000 verontreinigingen. En de lijst is veel langer. Om water te zuiveren van schadelijke stoffen, heb je veel geld, geavanceerde apparatuur en specialisten nodig. Daarom willen onderzoekers AI gebruiken om betere chemische sondes te maken voor waterzuivering.

AI en luchtkwaliteitsregulering

De WHO heeft berekend dat 99% van de wereldbevolking lucht inademt die alle door de organisatie gestelde normen voor het gehalte aan schadelijke stoffen overtreft. Volgens het Institute for Health Metrics and Evaluation (IHME), vervuilde lucht oorzaken ongeveer 12% van de jaarlijkse sterfgevallen.

Vuile lucht veroorzaakt hartaandoeningen, lagere luchtweginfecties, longkanker en chronische obstructieve longziekte (COPD). De invloed ervan is zo sterk dat IHME-onderzoekers het op de derde plaats zetten na hoge bloeddruk en roken.

Wetenschappers hebben ook hoge verwachtingen van AI bij het reguleren van de zuiverheid van de lucht. Ook al zijn er meer dan 14,000 meetstations over de hele wereld, er zijn genoeg "gaten" op de grond. Om de dekking van het gebied te vergroten, kunnen technici IoT-apparaten gebruiken die gegevens naar een AI-toeing. Het algoritme verwerkt de gegevens en verzendt informatie over het vervuilingsniveau in een bepaald gebied.

Het slimme algoritme beweert een goedkopere en efficiëntere manier te zijn om de luchtvervuilingsniveaus in een regio te voorspellen. Een AI-systeem zal een nauwkeurigere kaart geven van de mate van luchtzuiverheid, zodat de istratie de redenen voor de concentratie van schadelijke stoffen kan achterhalen en dit probleem kan lokaliseren. AI zal informatie openbaar maken, zodat mensen met longziekten kunnen bepalen waar ze huizen moeten kopen, werken en lopen.

Een voorbeeld van een werkend model is het systeem aangemaakt door de Universiteit van Houston. AI voorspelt ozonvervuilingsniveaus voor maximaal twee weken. Het model analyseert de set van factoren die de luchtzuiverheid beïnvloeden en voorspelt wat er precies tot vervuiling zal leiden. Als AI bijvoorbeeld aangeeft dat het ozongehalte in de atmosfeer zal stijgen door verkeersopstoppingen, kan de overheid het aantal auto's op de weg beperken.

Conclusie

Veel van de bovenstaande voorbeelden van het gebruik van AI in ecologische duurzaamheid lijken utopisch. En ze lijken meer fictie dan de waarheid. Maar met de juiste toeing wordt AI het "rietje" dat de "verdrinking" zal redden. PwC schat dat tegen 2030 het gebruik van AI in milieuprogramma's meer dan $ 5 biljoen in de wereldeconomie zal brengen. Dit bedrag is 4.4% hoger dan wat het gemiddelde bedrijf opbrengt. Als we in deze technologie geloven, zal het onze wereld ten goede veranderen.