س وج.. كيف يمكن للذكاء الاصطناعي المساعدة في مكافحة تغير المناخ؟
ضمان الاستقلالية والذكاء الاصطناعي أحد المجالات التي يجب أن تؤخذ على محمل الجد
تغير المناخ هو حالة طوارئ عالمية تتحدى العلماء والمهندسين وخبراء الصناعة من مجموعة واسعة من التخصصات لاستخدام معارفهم ومهاراتهم في السعي لإيجاد حلول لحماية كوكبنا.
ليس من المستغرب، أن تصبح بعض هذه الحلول ممكنة بفضل الذكاء الاصطناعي.
يقول جيم بيلينجهام، الرائد في أنظمة الروبوتات المستقلة تحت الماء والمدير التنفيذي لمعهد جونز هوبكنز للاستقلالية المؤكدة، ” إن استخدام الذكاء الاصطناعي في عوامل تغير المناخ التي تتطور باستمرار يساعدنا على عمل تنبؤات أكثر استنارة حول التغييرات في البيئة، حتى نتمكن من نشر جهود التخفيف في وقت مبكر.”
في 15 مارس، سيشارك بيلينجهام وإليزابيث رايلي، كبير العلماء في مختبر الفيزياء التطبيقية التابع لجامعة جونز هوبكنز، مناقشة حول مكافحة تغير المناخ باستخدام الذكاء الاصطناعي في مؤتمر ساوث باي ساوث ويست في أوستن .
تحدث بيلينجهام- أستاذ في قسم الهندسة الميكانيكية بكلية وايتنج في كلية الهندسة وفي قطاع العمليات غير المتكافئة في APL – مع المركز حول كيفية تطبيق الذكاء الاصطناعي على قضية تغير المناخ.
كيف يتم استخدام الذكاء الاصطناعي للتصدي لتغير المناخ؟
الجانب المثير للاهتمام في الذكاء الاصطناعي هو أنه ينطبق على العديد من الأشياء التي نقوم بها، بما في ذلك المهام التي كانت في السابق أنشطة لا يمكن إلا للبشر إنجازها، يعد تغير المناخ من أصعب المشكلات العلمية التي واجهها الإنسان على الإطلاق.
نظام معقد بشكل هائل مع عدد هائل من المتغيرات
عندما يتحدث الناس عن تغير المناخ، فإنهم يميلون إلى التركيز على الجوانب الفيزيائية للمناخ، مثل كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، ودرجات الحرارة، ومستويات هطول الأمطار، وأنماط الرياح.
لكن كل هذه الخصائص تتشكل من خلال كوكب حي يتغير باستمرار، إذا أزلت الحياة من كوكب الأرض، فستكون لها بيئة مختلفة تمامًا.
مجموعات البيانات المناخية هائلة وتستغرق وقتًا طويلاً لجمعها وتحليلها واستخدامها لاتخاذ قرارات مستنيرة وسن التغيير الفعلي في السياسة، يساعدنا استخدام الذكاء الاصطناعي في تحليل عناصر تغير المناخ التي تتطور باستمرار على إجراء تنبؤات أكثر استنارة حول التغييرات في البيئة، حتى نتمكن من نشر جهود التخفيف في وقت مبكر.
استخدام آخر للذكاء الاصطناعي هو المساعدة في تقليل الكربون الذي يتم إطلاقه في الغلاف الجوي، ويغذي الذكاء الاصطناعي السلسلة الكاملة من الأنشطة المتعلقة بالانتقال من الاقتصاد القائم على الكربون إلى الاقتصاد الصافي الذي لا ينبعث منه أي انبعاثات كربونية.
تعتمد القدرة على بناء طواحين هواء أكبر وأكبر على وجود مواد خفيفة للغاية وقوية بشكل غير عادي ولكن يمكنها تحمل الظروف الجوية القاسية. لقد بدأنا في تعلم كيفية استخدام الذكاء الاصطناعي لمساعدتنا في تصميم وإنشاء تلك المواد.
يُعد الذكاء الاصطناعي جنبًا إلى جنب مع الاتجاهات الأخرى، مثل كهربة النقل، والتصنيع الإضافي، والتحولات في الزراعة، والشبكات الكهربائية الذكية، قدرة تمكينية قوية لحلول أكثر كفاءة في استخدام الطاقة (وتوفير التكاليف).
ما فائدة الطاقة عندما نستبدل شاحنة التوصيل التي تزور كل منزل في الحي مقارنة بشاحنة توصيل على حافة الحي وإطلاق طائرة بدون طيار لتسليم آخر ميل؟
يعد البدء في توصيل مجموعات البيانات من الأقمار الصناعية والملاحظات بتنبؤات النماذج جزءًا مهمًا جدًا من المشروع الذي يضمن أننا نرى جميع أجزاء ما يحدث في البيئة، يمكن أن يساعدنا الذكاء الاصطناعي على تقليل المفاجأة.
لماذا تعد تقنية الذكاء الاصطناعي مناسبة تمامًا للتطبيقات المتعلقة بتغير المناخ؟
يجمع الذكاء الاصطناعي بين التنبؤات بناءً على الاتجاهات والأنماط مع البيانات الشاملة التي تم جمعها، النماذج هي جوهر التنبؤ، ولكن للاعتماد على هذه النماذج لاتخاذ القرارات ، يجب أن يثق الناس في النماذج.
يسأل العلماء أسئلة “ماذا لو”، ويوازن صانعو السياسات التكاليف والفوائد بناءً على البيانات التي تم جمعها وتحليلها من قبل الباحثين.
الذكاء الاصطناعي هو إحدى الأدوات التي توفر رؤى حول مصدر عدم اليقين المتعلق بتغير المناخ ويمكن أن يساعدنا ذلك في فهم ما تخبرنا به النماذج، والتي يمكن أن تغذي برامج المراقبة الأفضل، وتحسين النماذج، وحتى استخدام الذكاء الاصطناعي كجزء من نظام النموذج. يعتبر الضمان أو الثقة جانبًا أساسيًا لاستخدام الذكاء الاصطناعي.
ما هي بعض التطبيقات المحددة للذكاء الاصطناعي لتغير المناخ؟
عملي، الذي يركز على فهم المحيطات بشكل أفضل، جنبًا إلى جنب مع العمل الذي يقوم به زملائي في APL في الفضاء، له تطبيقات ونتائج ملموسة للغاية.
يعد المحيط من أقل أجزاء الأرض فهماً، حيث يقوم بنقل الحرارة وامتصاصها، لا نعرف بالضبط كيف يستجيب المحيط للتغيرات البيئية المختلفة، كما أننا لا نعرف على وجه التحديد كيف يؤثر تغير المناخ على محيطاتنا.
استخدام الأقمار الصناعية
تطبيق آخر للذكاء الاصطناعي على تغير المناخ هو كيفية استخدام الأقمار الصناعية التي تدور في الفضاء لإجراء عمليات الرصد وتقييم التغييرات التي تطرأ على الأرض.
يمكن أن تساعد الأقمار الصناعية في مراقبة حرائق الغابات وتحديد المصادر المحتملة لثاني أكسيد الكربون الموجودة في البيئة، مع زيادة عدد الأقمار الصناعية في المدار، من المهم التأكد من أن الفضاء يمكن أن يحتفظ بأمان ويحافظ على جميع الأقمار الصناعية التي تجمع المعلومات.
على سبيل المثال يتغير القطب الشمالي بسرعة وبشكل كبير، مع توثيق درجات الحرارة المتزايدة بانتظام. خلال الربيع والصيف والخريف، تجمع السفن في القطب الشمالي البيانات والمعلومات الأساسية الأخرى التي يستخدمها العلماء وصناع القرار.
ولكن في فصل الشتاء، تجعل ظروف الجليد في تلك المنطقة من الصعب على عمليات السفن، لذلك تغادر السفن، مما يخلق فجوة كبيرة في المراقبة وجمع البيانات.
يتيح استخدام الروبوتات التي تعمل بالذكاء الاصطناعي في هذا السيناريو استمرار تراكم المعلومات مع التكنولوجيا التي توفر تنبؤات تستند إلى الاتجاهات والأنماط. وهذا من شأنه أن يسمح باستمرار تراكم المعلومات، حيث توفر التكنولوجيا تنبؤات تستند إلى الاتجاهات والأنماط.
الروبوتات قادرة على العمل بمفردها
نود أن تكون الروبوتات قادرة على العمل بمفردها لمدة تصل إلى ستة أشهر في حوض القطب الشمالي لإجراء الملاحظات ثم تزويدنا بهذه البيانات. جزء منه يملأ نظام المراقبة، وجزء آخر منه يجمع بين هذه الإشارات المختلفة ويسمح للذكاء الاصطناعي بمساعدتنا في رؤية الأنماط التي نتعرف عليها في مجموعات البيانات الأكبر.
ما هي بعض التحديات التي يواجهها الخبراء عند استخدام الذكاء الاصطناعي لمعالجة تغير المناخ؟
أحد التحديات التي نواجهها في فهم المناخ حقًا هو البدء في فهم تعقيدات الجزء الحي من نظامنا البيئي، ولا سيما محيطاتنا، تمثل المحيطات عددًا من الصعوبات، بما في ذلك حقيقة أن نشر وصيانة عدد السفن التي نحتاجها لمراقبة المحيطات وجمع البيانات المطلوبة أمر مكلف للغاية.
يتم استخدام الروبوتات بشكل متزايد لهذا الغرض، ولكن يجب تحسين قدراتها الذاتية.
هذا هو المكان الذي يلعب فيه الذكاء الاصطناعي.
تعتبر المراقبة الإضافية والتنبؤ التي يوفرها الذكاء الاصطناعي للباحثين ذات قيمة، ولكن هناك نفقات يجب أخذها في الاعتبار لتقييم الفوائد الحقيقية من حيث العمل المتعلق بتغير المناخ.
أحد الأمثلة هو أن الذكاء الاصطناعي يعتمد على أجهزة الكمبيوتر، وأن أجهزة الكمبيوتر تحتاج إلى طاقة كهربائية لتعمل، والكهرباء تستخدم الموارد.
يجب على العلماء والباحثين مراعاة استخدام الكهرباء المستخدمة لتشغيل تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي عند تقييم مدى فائدة التكنولوجيا في معالجة تغير المناخ.
في المتوسط، يقوم كل جيل جديد من المعالجات بإجراء المزيد من العمليات الحسابية مقابل طاقة أقل، لكن متطلبات الذكاء الاصطناعي للحسابات تغذي انفجارًا في الاستثمار في الطاقة الحسابية، تقنية الذكاء الاصطناعي التي نمتلكها اليوم ترجع جزئيًا إلى القوة الحاسوبية الهائلة التي نمتلكها.
زيادة ثقة البشر في الذكاء الاصطناعي
ماذا تتوقع أن يكون أكبر تأثير للذكاء الاصطناعي في مكافحة تغير المناخ في السنوات الخمس إلى العشر القادمة؟
أملي في مستقبل الذكاء الاصطناعي هو أن نكون قادرين على إحداث تأثير ملموس في التنبؤ بتغير المناخ، مع زيادة ثقة البشر في الذكاء الاصطناعي، سنكون قادرين على الاعتماد على التكنولوجيا بشكل أكبر لفهم تغير المناخ وتقديم تنبؤات ونماذج أكثر دقة.
سيسمح لنا هذا بأن نكون أكثر استهدافًا في استراتيجياتنا للتخفيف من أسوأ الآثار، ضمان الاستقلالية والذكاء الاصطناعي
هو أحد المجالات التي يجب أن تؤخذ على محمل الجد، حتى لو لم نعتقد أن شيئًا ما يمثل مشكلة في الذكاء الاصطناعي اليوم، فستكون مشكلة الذكاء الاصطناعي الأسبوع المقبل أو الشهر المقبل.
