A IA pode ajudar a alcançar a sustentabilidade ambiental?

Leva tempo, dados de qualidade e muita eletricidade para treinar a inteligência artificial. Isto levou cerca de 27,648 quilowatts-hora (kWh) para a empresa de pesquisa e implementação de IA OpenAI treinar o modelo de linguagem GPT-3 por 9 dias. Considerando que uma casa nos EUA consome 10,715 quilowatts-hora (kWh) por ano, o custo da IA ​​é enorme. Se essa tecnologia consome tanta energia, como ela pode ajudar a alcançar a sustentabilidade ambiental? Vamos considerar vários casos de como a IA melhora o ambiente.

As Nações Unidas identificaram 17 Objetivos de desenvolvimento, que podem ser divididos em três grupos – “Meio Ambiente”, “Economia” e “Sociedade”. A IA pode acelerar direta ou indiretamente a solução de todos os problemas, desde a proteção de espécies de plantas ameaçadas até a redução das emissões de dióxido de carbono na atmosfera.

IA e melhoria do clima

Há muitos anos, a humanidade luta contra as mudanças climáticas e o aquecimento global causados ​​pelo aumento da concentração de gases de efeito estufa na atmosfera. A produção de eletricidade e calor, a agricultura e os transportes continuam a ser os “líderes” em termos de emissões de dióxido de carbono, óxido de azoto, metano e outras substâncias. Os gases absorvem a radiação infravermelha e retêm o calor, causando um aumento gradual da temperatura.

Em seu estudo de 2021, o Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) alerta que o balanço global de carbono vai acabar até 2030. Ultraar esse limite acelerará o aquecimento global em mais de 1.5 graus. Não há tempo para reflexão, e a humanidade busca suavizar os resultados de suas atividades atraindo tecnologias para esses fins.

A IA é uma das opções para desacelerar o aquecimento global. O think tank independente Carbon Tracker ensinou um algoritmo inteligente para monitorar as emissões das usinas de energia a partir de imagens de satélite. Com base nos dados coletados, a organização de pesquisa faz previsões sobre quais usinas de energia ocultam a real extensão da poluição. Também determina em quais vale a pena investir para garantir um futuro de baixo carbono.

Se a IA for devidamente treinada, o algoritmo preverá a demanda e o fornecimento de eletricidade. A tecnologia detectará antecipadamente os possíveis riscos associados ao desequilíbrio entre oferta e demanda e à produção e uso de eletricidade. O EPRI coleta dados para ensinar AI como resolver problemas complexos no setor de energia. Por exemplo, como criar um aplicativo que irá melhorar as operações da refinaria e mitigar os impactos ambientais.

 

IA para proteger plantas e animais da extinção

Segundo a ONU, cerca de 1 milhão de espécies de plantas e animais estão ameaçadas de extinção devido ao impacto negativo no meio ambiente. Nos anos 1980 – 2000 apenas, cerca de 100 milhões de hectares de floresta foram cortados para campos agrícolas, o que equivale à área total da Alemanha e da França. Para a natureza, isso é uma grande perda.

É por isso que os ambientalistas estão pedindo um repensar da ação humana e pressionando por uma estrutura de biodiversidade. Os ativistas enfatizam a necessidade de construir uma nova economia onde o uso sustentável dos recursos naturais e a saúde humana e planetária estejam em primeiro lugar.

A IA pode se tornar uma ferramenta para alcançar objetivos “verdes”. A tecnologia é usado pelo programa Millennium Seed Bank (MSBP) de Kew para avaliar os riscos de extinção de plantas. A IA sinalizará uma possível extinção a tempo para que os pesquisadores possam agir com antecedência e proteger uma determinada espécie.

Para determinar quais plantas precisam ser protegidas primeiro, eles criam programas analíticos baseados em IA, como o Captain. A rede neural analisa espécies de plantas e avalia o orçamento alocado para proteção da natureza. Considerando como as pessoas usam a terra, oferece o modelo mais eficaz para proteger a biodiversidade. Ou seja, sugere qual tipo de planta é melhor proteger para obter grandes benefícios para a natureza.

Centro de Ecologia e Hidrologia do Reino Unido (UKCEH) está funcionando com Keen AI em um sistema de IA que pode escanear plantas de beira de estrada. Entre a flora local, o programa reconhecerá espécies exóticas que foram introduzidas acidentalmente de outro país e violam o ecossistema formado ao longo dos séculos. Tal medida preservará o sistema ecológico único e reduzirá o custo da pesquisa ambiental.

AI e resolvendo a crise da água

A OMS estimou que cerca de 2 bilhões de pessoas no mundo Bebidas água suja, e mais de 700 milhões de pessoas não têm o à água potável. De acordo com algumas previsões, até 2025, metade da população viverá em regiões com escassez de água.

O método de extração de sal da água do mar, proposto por Martin Bazant, Professor de Engenharia e Matemática, resolve parcialmente a questão da escassez de água, mas ao mesmo tempo polui ainda mais o ar. Para criar uma onda de choque que “expulsa” o sal da água, é necessária muita eletricidade. Por isso, a humanidade busca métodos alternativos “verdes” para regular o consumo de água e retomar suas reservas.

Os sistemas de IA podem se tornar uma bala de prata na luta contra a escassez de água potável. Por exemplo, pesquisadores da Universidade de Chicago estão desenvolvendo Software baseado em IA que ajudará a tratar as águas residuais para reutilização. Cientistas inventaram um novo sistema de recuperação de recursos hídricos que reduzirá o consumo de energia. Os engenheiros planejam introduzir sensores sem fio para monitorar a qualidade da água XNUMX horas por dia.

Os pesquisadores também estão treinando a IA para encontrar produtos químicos e resíduos na água que prejudicam o meio ambiente. Existem mais de 4,000 contaminantes apenas na família PFAS. E a lista é muito maior. Para purificar a água de substâncias nocivas, você precisa de muito dinheiro, equipamentos sofisticados e especialistas. Portanto, os pesquisadores querem usar a IA para criar melhores sondas químicas para purificação de água.

IA e regulação da qualidade do ar

A OMS calculou que 99% da população mundial respira ar que excede todos os padrões estabelecidos pela organização para o conteúdo de substâncias nocivas. De acordo com o Institute for Health Metrics and Evaluation (IHME), o ar poluído causas cerca de 12% das mortes anuais.

O ar sujo causa doenças cardíacas, infecções do trato respiratório inferior, câncer de pulmão e doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC). Sua influência é tão forte que os pesquisadores do IHME o classificam em terceiro lugar depois de pressão alta e tabagismo.

Os cientistas também têm grandes esperanças de que a IA ajude a regular a pureza do ar. Embora existam mais de 14,000 estações de medição em todo o mundo, existem “lacunas” suficientes no solo. Para aumentar a cobertura do território, os engenheiros podem usar dispositivos IoT que enviarão dados para um aplicativo de IA. O algoritmo processará os dados e transmitirá informações sobre o nível de poluição em uma determinada área.

O algoritmo inteligente afirma ser uma maneira mais barata e eficiente de prever os níveis de poluição do ar em uma região. Um sistema de IA fornecerá um mapa mais preciso do grau de pureza do ar para que a istração possa descobrir os motivos da concentração de substâncias nocivas e identificar esse problema. A IA tornará as informações publicamente disponíveis para que as pessoas com doenças pulmonares possam determinar onde devem comprar casas, trabalhar e ear.

Um exemplo de modelo funcional é o sistema criado pela Universidade de Houston. AI prevê níveis de poluição de ozônio por até duas semanas. O modelo analisa o conjunto de fatores que afetam a pureza do ar e prevê o que exatamente levará à poluição. Por exemplo, se a IA indicar que o nível de ozônio na atmosfera aumentará devido ao congestionamento do tráfego, a istração pode limitar o número de carros na estrada.

Conclusão

Muitos dos exemplos acima do uso da IA ​​na sustentabilidade ambiental parecem utópicos. E parecem mais ficção do que verdade. Mas com a aplicação certa, a IA se tornará a “palha” que salvará o “afogamento”. Estimativas da PwC que até 2030 o uso da IA ​​em programas ambientais trará mais de US$ 5 trilhões para a economia global. Esse valor é 4.4% maior do que o que o negócio médio traz. Se acreditarmos nessa tecnologia, ela mudará nosso mundo para melhor.