Sztuczna inteligencja a zmiany klimatu – czy technologia, która ma służyć człowiekowi może zaszkodzić planecie?

Eksperckim okiem

Anna Pawłowska-Kawa, Specjalistka z branży ekologicznych urządzeń grzewczych

Pojęcie “sztucznej inteligencji” po raz pierwszy wybrzmiało już 74 lata temu. Jej sformułowanie, opracowanie i obecny dynamiczny rozwój, którego jesteśmy świadkami to niewątpliwie ogromny sukces technologiczny.

Narzędzia na niej bazujące mogą nie tylko ułatwiać nam codzienne życie, optymalizować pracę, ale także wpływać na klimat i środowisko. Do niedawno mówiło się głównie o tym co pozytywnego, w kontekście ochrony środowiska mogą nam przynieść te zaawansowane algorytmy i modele matematyczno – logiczne. Już teraz prężnie działają one na rzecz optymalizacji sieci elektroenergetycznych, zwiększają efektywność wykorzystania OZE, ostrzegają przed ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi i wykrywają zagrożenia w postaci wycieku niebezpiecznych substancji do atmosfery czy wód.

Od pewnego czasu jednak coraz głośniej wybrzmiewa głos naukowców i specjalistów do spraw klimatu, mówiący o zagrożeniu ze strony AI, spowodowanym jej wielkim i stale rosnącym zapotrzebowaniu na energię oraz wodę. Czy tutaj da się znaleźć złoty środek i korzystać z dobrodziejstw nowych technologii w sposób zrównoważony i bezpieczny?

Sztuczna inteligencja jako narzędzie ONZ

ONZ powołało Organ Doradczy ds. Sztucznej Inteligencji  – pierwszą tego typu organizację na świecie. Związana ona jest z inicjatywą Sekretarza Generalnego ONZ „Wczesne ostrzeżenia dla wszystkich”, czyli projektem mającym na celu zapewnienie wszystkim mieszkańcom Ziemi ochrony przed niebezpiecznymi zjawiskami pogodowymi, wodnymi i klimatycznymi za pośrednictwem systemów wczesnego ostrzegania. Cel ten ma zostać osiągnięty do końca 2027 r. i wydaje się to bardzo realne, zważywszy na to co AI już robi dla ochrony środowiska.

Sztuczna inteligencja w służbie morzom i oceanom

Naturalne zasoby wody na Ziemi odpowiadają za wytworzenie 50% tlenu, są źródłem pożywienia, mają silny wpływ na gospodarkę oraz pogodę i klimat. Od lat działalność człowieka coraz bardziej ingeruje w te tereny, często bez odpowiedniej kontroli. Szacuje się, że nawet 75% statków wypływających w trasy nie jest śledzonych przez żadne systemy monitorujące, co często skutkuje połowami na terenach objętych ochroną. Rozrasta się także infrastruktura obejmująca farmy wiatrowe oraz platformy wiertnicze. Problemem tym postanowiła się zająć amerykańska organizacja Global Fishing Watch wraz z naukowcami z uniwersytetów Wisconsin-Madison, Duke i UC Santa Barbara oraz organizacji SkyTruth. Wspólnie przeanalizowali ponad 2 mln gigabajtów zdjęć satelitarnych obejmujących lata 2017-2021 oraz zestawili je z oficjalnymi danymi przekazywanymi przez statki, co pozwoliło wychwycić te, które przedstawiały dane nieprawdziwe bądź nie robiły tego wcale. Następnie wkroczyły algorytmy AI, które pozwoliły sprawdzić, które z tych statków prowadziły w tym czasie połowy.

W przeszłości aktywność statków była niedostatecznie udokumentowana, co ograniczało wiedzę, w jaki sposób wykorzystywany jest największy na świecie zasób publiczny – oceany. Łącząc technologię kosmiczną z najnowocześniejszymi modelami AI, zmapowaliśmy nieujawnioną wcześniej działalność przemysłową na morzu na niespotykaną dotąd skalę – wyjaśnia Fernando Paolo, starszy inżynier ds. sztucznej inteligencji w Global Fishing Watch.

Kontrola populacji gatunków i stanu środowiska

Kontrola liczebności zwierząt, do tej pory będąca trudnym i mozolnym zadaniem dla człowieka, teraz coraz częściej jest zautomatyzowana. Obecnie najtrudniejszą część tej pracy wykonują drony, które są w stanie nie tylko zbierać obrazy dotyczące danych zwierząt i roślin, ale dzięki wykorzystaniu AI na bieżąco te obrazy przetwarzają i analizują, pozwalając na znacznie szybsze reagowanie i wdrażanie środków zaradczych.

Polskie leśnictwo intensywnie pracuje nad rozwiązaniem z zakresu tzw. leśnictwa precyzyjnego, które dzięki wykorzystaniu danych teledetekcyjnych umożliwić ma pomiar i obrazowanie drzewostanów, a zintergrowane wyniki mają pomóc we wczesnym wykrywaniu lub przewidywaniu ewentualnego pogorszenia stanu obszaru lub nawet pojedynczego drzewa np. w przypadku pojawienia się pasożytów.

Jaki jest koszt klimatyczny sztucznej inteligencji?

Powyższe przykłady to jedynie kilka zastosowań AI dla poprawy jakości środowiska, a całe spektrum jej możliwości jest zdecydowanie szersze. Mamy jednak też drugą stronę medalu. Moc obliczeniowa oraz wymagana pamięć, jaką algorytmy sztucznej inteligencji wykorzystują generuje zapotrzebowanie na ogromne ilości energii i wody. Myśląc o sztucznej inteligencji wyobrażamy sobie ją często jako coś niematerialnego, istniejącego w bliżej nieokreślonej przestrzeni i tym samym nie wywierającego szczególnego wpływu na środowisko. A już na pewno nie w takiej formie, jak ma to miejsce w rzeczywistości.

Ciekawym przykładem jest tutaj Irlandia – kraj, który na swojej stosunkowo niewielkiej powierzchni posiada nieproporcjonalnie wiele centów gromadzenia danych. Na jej terenie działa ponad 80 centrów danych, z których większość znajduje się w okolicach Dublina. Informacje przekazane przez Centralny Urząd Statystyczny (CSO) mówią o tym, że w 2022 r. obiekty te zużyły więcej energii elektrycznej (18%) niż wszystkie domy na obszarach wiejskich w kraju i tyle samo, co wszystkie mieszkania w miastach. Jeśli chodzi o zużycie wody, to w badaniu przeprowadzonym przez Imperial College London w 2021 r. obliczono, że jedno średniej wielkości centrum danych zużywa tyle wody, co trzy średniej wielkości szpitale. Warto więc mieć na uwadze, że przetrzymywanie czegoś w “chmurze” wcale nie oznacza przechowywania w nicości, a własnie w takim energożernym centrum danych.
Obecnie na świecie istnieje od 9 000 do 11 000 takich miejsc.

W West Des Moines w stanie Iowa zlokalizowany jest gigantyczny klaster centrum danych, który obsługuje najbardziej zaawansowany model OpenAI, GPT-4. Z pozwu złożonego przez mieszkańców wynika, że w lipcu 2022 r., czyli na miesiąc przed zakończeniem szkolenia modelu przez laboratorium OpenAI, klaster zużył około 6% wody w całej dzielnicy. Jak mówią raporty środowiskowe, gdy Google i Microsoft opracowywały modele językowe Bard i Bing, w obu przypadkach również nastąpił znaczny wzrost zużycia wody – wyniósł on odpowiednio 20% oraz 34% w ciągu jednego roku.

Badania przeprowadzone na Uniwersytecie Kalifornijskim w Riverside wykazały, że szkolenie GPT-3, poprzednika ChatGPT, pochłonęło 1287 MWh energii i doprowadziło do emisji ponad 550 ton ekwiwalentu dwutlenku węgla. Jeśli chodzi o systemy chłodzenia to uczenie ChatGPT-3 kosztowało nas aż 700 000 l wody.

W The Dalles w stanie Oregon, gdzie Google ma swoje centrum przetwarzania danych, ponad 25% okolicznych zasobów wody trafia właśnie tam. Gigant planuje kolejne inwestycje, jednak spotyka się to ze zdecydowanym sprzeciwem mieszkańców, obawiają się oni dalszych negatywnych zmian w ekosystemie – bowiem odkąd Google tak intensywnie eksploatuje zasoby wody, to krajobraz miasteczka zaczął przypominać pustynny, mimo iż jego położenie w sposób naturalny to wyklucza.

Europa chce uregulować prawne kwestie związane ze sztuczną inteligencją

W ramach swojej strategii transformacji cyfrowej, Unia Europejska chce uregulować sztuczną inteligencję, zapewniając lepsze warunki do rozwoju i wykorzystania tej innowacyjnej technologii, ale także wdrożyć narzędzia kontrolujące. Tym samym “AI Act” – rozporządzenie przegłosowane przez Parlament Europejski w marcu br. wkrótce stanie się obowiązującym prawem.

Jego postanowienia wymagają między innymi, aby „systemy sztucznej inteligencji wysokiego ryzyka” (w tym potężne modele podstawowe obsługujące ChatGPT) raportowały zużycie energii, wykorzystanie zasobów i inne skutki powstałe w wyniku ich wdrażania, obsługi i eksploatacji. Jest to niewątpliwie ważny krok ze strony Unii Europejskiej, jednak dopóki podobne przepisy nie pojawią się na całym świecie, a szczególnie w USA i Chinach, to może ono niestety mieć marginalne znaczenie.

Co na to technologiczni giganci?

W styczniu br. na Światowym Forum Ekonomicznym w Davos, szef OpenAI – Sam Altman otwarcie przyznał, że kolejne generatywne systemy sztucznej inteligencji zużyją znacznie więcej energii, niż zakładano, a także że systemy energetyczne będą miały trudności z poradzeniem sobie z dalszym rozwojem tej technologii, jeśli w porę nie podejmiemy  stosownych działań.

Najwięksi gracze branży w swoich oficjalnych komunikatach deklarują, że już wdrażają kroki minimalizujące ich negatywny wpływ na środowisko, a w dalszej perspektywie planują osiągnąć neutralność klimatyczną, mimo że do tej pory dość niechętnie dzielili się danymi dotyczącymi zużycia energii i wody na swoje potrzeby. Microsoft zobowiązał się do zmniejszenia emisji CO2 o 75% do 2030 r. do czego narzędziem mają być inwestycje w energię odnawialną, pomiary zużycia energii i wpływu sztucznej inteligencji na emisję CO2, przy jednoczesnym wdrażaniu sposobów zwiększenia wydajności systemów. Google planuje z kolei osiągnąć zerową emisję netto CO2 do 2030, a ich własne operacyjne centra danych są optymalizowane pod kątem energetycznym, przy czym sztuczna inteligencja wykorzystywana jest tam do zarządzania systemami chłodzenia.

Wspomniany już Sam Altman patrzy zdecydowanie dalej w przyszłość i postanowił zainwestować 375 mln dolarów w amerykańską spółkę Helion Energy, której przedmiotem działania jest pozyskiwanie energii z fuzji jądrowej. Microsoft podpisał już umowę na dostawę energii do swych centrów danych w Waszyngtonie od 2028 r. Fuzja jądrowa, czyli zjawisko odwrotne do rozszczepienia znanego z funkcjonowania elektrowni jądrowych jest obiektem badań naukowców od lat 50 ubiegłego wieku. Niestrudzenie próbują oni w kontrolowanych warunkach odtworzyć zjawisko naturalnie występujące w Słońcu i innych gwiazdach, generujące tam ogromne pokłady energii. Fuzja jądrowa jest czterokrotnie bardziej efektywna niż rozszczepienie wykorzystywana w zasilaniu elektrowni atomowych, a analizy Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej pokazują, że może ona wytworzyć nawet niemal 4 miliony razy więcej energii niż spalanie paliw kopalnych. Niestety, dotychczas proces ten w warunkach laboratoryjnych zazwyczaj wymagał więcej energii niż był w stanie wygenerować.

Polaris, czyli projekt od Helion Energy ma być jednak przełomem w energetyce termojądrowej. Altman, w marcu br. w rozmowie z podcasterem Lexem Fridmanem, podkreślał to co mówił w Davos – bez przełomu nie da się rozwijać kolejnych generacji AI – i to właśnie fuzja jądrowa ma nim być.

Podsumowanie

Nie da się zaprzeczyć, że systemy sztucznej inteligencji odgrywają ważną rolę w przeciwdziałaniu zmianom klimatu, dopóki jednak nie dysponujemy wymaganymi pokładami czystej energii do jej zasilania istnieje ryzyko, że pogłębi ona kryzys klimatyczny.

Kolejnym potencjalnym zagrożeniem jest szerzenie dezinformacji. W ubiegłym roku mówiło się wręcz o fali “halucynacji” AI, czyli błędnych, często absurdalnych odpowiedziach na zadawane pytania. Jak mówią szacunki firmy Vectara, problem ten może tyczyć się nawet co czwartej odpowiedzi. Jedną z jej ofiar był prawnik w USA, który podczas jednej ze swoich rozpraw powołał się na kilka spraw precedensowych, które okazały się być zmyślonymi przez ChatGPT. Podobne obawy można mieć w kontekście klimatu i ochrony środowiska. Światowe Forum Ekonomiczne uznało bowiem dezinformację szerzoną przez sztuczną inteligencję za drugie największe zagrożenie na świecie (po zmianach klimatu) w 2024 r.

Należy przy tym pamiętać, że sztuczna inteligencja nie ogranicza się jedynie do generatywnych modeli i chatbotów typu ChatGPT. Jest to zdecydowanie bardziej potężne narzędzie, rozwijające się dynamiczniej niż zakładano i wymagać będzie spójnego podejścia oraz transparentności działań, zarówno po stronie firm za nie odpowiedzialnych, jak i przedstawicieli wspólnot i rządów.


Anna Pawłowska-Kawa

Anna Pawłowska-Kawa

Absolwentka Politechniki Świętokrzyskiej kierunków Zarządzanie i Inżyniera Produkcji oraz Mechanika i Budowa Maszyn. Specjalistka z branży ekologicznych urządzeń grzewczych. Zwolenniczka systemowego i zrównoważonego podejścia do zagadnienia transformacji energetycznej.

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Proszę wpisać swój komentarz!
Proszę podać swoje imię tutaj

Najnowsze

PARTNERZY PORTALU

Kategorie

BĄDŹMY W KONTAKCIE

Najnowsze

PARTNERZY PORTALU

Kategorie

BĄDŹMY W KONTAKCIE