هل الذكاء الاصطناعي أداة ضد تغير المناخ؟ ما هي البصمة الكربونية للذكاء الاصطناعي ولماذا تثير القلق؟
هل يمكن تصميم أدوات الذكاء الاصطناعي بطريقة صديقة للبيئة؟
مع تزايد استخدام الذكاء الاصطناعي وتفكير المجتمعات في كيفية استخدام هذه الأداة القوية لتحسين حياتنا وزيادة الإنتاجية ومعالجة التحديات الأكثر إلحاحًا، لم يفكر سوى القليل في تأثيره على البيئة.
وفي حين سلط البعض الضوء على قدرة التكنولوجيا على المساعدة في مواجهة التحديات البيئية، يشير آخرون إلى أننا يجب علينا أولا أن نفهم البصمة الكربونية للذكاء الاصطناعي.
سارع أنصار التقدم التكنولوجي مثل العملات المشفرة إلى الاحتفال بقدرتها على تقليل انبعاثات الكربون، لكن تم دحضها من خلال الممارسات المسرفة مثل تعدين البيتكوين بسبب متطلباتها الهائلة من الطاقة.
لكن الخبراء ينظرون إلى الذكاء الاصطناعي إلى حد كبير على أنه تطور إيجابي، حيث أشاد به برنامج الأمم المتحدة للبيئة باعتباره أداة يمكن أن تحسن فهمنا لتأثيرنا البيئي وتأثيرات تغير المناخ.
وقالت ساشا لوتشيوني، التي تعمل على تحليل نماذج الذكاء الاصطناعي لتحقيق الاستدامة، إنه يمكن استخدام الذكاء الاصطناعي لغربلة كميات كبيرة من البيانات، مثل صور الأقمار الصناعية التي يستخدمها الباحثون لرصد تغير المناخ.
وبمساعدة الذكاء الاصطناعي، يمكن للعلماء وضع نماذج أفضل لأنماط المناخ، وتحديد الاتجاهات ووضع التنبؤات حتى يتمكنوا من الحصول على فهم أوضح لتغير المناخ واستراتيجيات التخفيف الفعالة.
وتشمل التطبيقات المحتملة الأخرى استخدام الذكاء الاصطناعي للحفاظ على المياه ومكافحة حرائق الغابات وحتى تحديد المواد القابلة لإعادة التدوير واستعادتها.
وقالت لوتشيوني: “هناك الكثير من التطبيقات الرائعة حقًا للذكاء الاصطناعي في قطاعات مختلفة من تغير المناخ – كل شيء بدءًا من تحسين شبكات الكهرباء إلى تتبع التنوع البيولوجي”.
لكن بعض الخبراء ينظرون إلى البصمة الكربونية للذكاء الاصطناعي نفسه، بالنسبة لهم، يجب على الشركات التي تأمل في نشر الذكاء الاصطناعي أن تكون شفافة بشأن تأثيره البيئي وكيفية معالجته له.
ما هي البصمة الكربونية للذكاء الاصطناعي ولماذا تثير قلق بعض المدافعين عن البيئة؟
من الصعب قياس البصمة الكربونية الإجمالية للذكاء الاصطناعي، ولكنها تبدأ بأجهزة الكمبيوتر التي يستخدمها، وقال شاولي رين، الأستاذ المساعد في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر بجامعة كاليفورنيا في ريفرسايد، إن المواد الخام اللازمة لإنشاء أجهزة الكمبيوتر يتم استخراجها و”يمكن أن يتطلب ذلك عمالة كثيفة ومكلفة بيئيًا أيضًا”.
بمجرد حصول المطورين على الأجهزة التي يحتاجونها، فإن تدريب نموذج الذكاء الاصطناعي يمكن أن يستهلك الكثير من الطاقة. لا تميل شركات الذكاء الاصطناعي إلى مشاركة مقدار الطاقة المستخدمة، لكن الباحثين اعتمدوا على التخمينات بناءً على البيانات المتاحة لهم.
تقدر إحدى الدراسات غير الخاضعة لمراجعة النظراء، بقيادة رين وخبراء آخرين، أن تدريب GPT-3، الذي يشغل النموذج اللغوي لـ ChatGPT، كان من الممكن أن يستهلك 700 ألف لتر من المياه العذبة، عادة ما يتم تبخير المياه المستخدمة لمنع ارتفاع درجة حرارة مراكز البيانات، مما يعني أنه لايمكن إعادة استخدامها.
هناك أيضًا انبعاثات الكربون، وجد الباحثون في جامعة ماساتشوستس، أمهرست، أن عملية التدريب لنموذج واحد للذكاء الاصطناعي يمكن أن ينبعث منها أكثر من 626 ألف رطل من ثاني أكسيد الكربون . وهذا يعادل تقريبًا نفس كمية انبعاثات الغازات الدفيئة التي تنتجها 62.6 سيارة ركاب تعمل بالبنزين لمدة عام. يشكل ثاني أكسيد الكربون الغالبية العظمى من انبعاثات الغازات الدفيئة، مما يساهم في تغير المناخ عن طريق حبس الحرارة في الغلاف الجوي.
بعد استشارة هذه التقديرات المستقلة، سألت شبكة سي بي إس نيوز نماذج لغة الذكاء الاصطناعي عن البصمة الكربونية للتكنولوجيا.
بصمة متصلة بالكهرباء وموارد الحوسبة اللازمة لتشغيل خوادم الاستضافة
وقالت شركة بارد التي أنشأتها جوجل إنه من الصعب تقديرها بدقة، أكد ChatGPT، الذي أنشأته OpenAI، على أنه كنموذج لغة ذكاء اصطناعي، فإنه ليس له بصمة كربونية مباشرة، ولكن مع ما يقدر بنحو 100 مليون مستخدم نشط شهريًا، هناك بصمة متصلة بالكهرباء وموارد الحوسبة اللازمة لتشغيل خوادم الاستضافة وتشغيل النموذج. (لم تستجب شركة OpenAI لطلبات التعليق على هذه القصة).
رفضت شركة مايكروسوفت، التي استثمرت مليارات الدولارات في OpenAI ، مشاركة تقديرات البصمة الكربونية المرتبطة بتطوير أدوات الذكاء الاصطناعي.
وقال متحدث باسم مايكروسوفت: “سيكون الذكاء الاصطناعي أداة قوية لتعزيز حلول الاستدامة، لكننا بحاجة إلى إمدادات وفيرة من الطاقة النظيفة على مستوى العالم لتشغيل هذه التكنولوجيا الجديدة، التي أدت إلى زيادة متطلبات الاستهلاك”، “تستثمر Microsoft في الأبحاث لقياس استخدام الطاقة وتأثير الكربون في الذكاء الاصطناعي بينما تعمل على إيجاد طرق لجعل الأنظمة الكبيرة أكثر كفاءة، في كل من التدريب والتطبيق.”
هل يمكن تصميم أدوات الذكاء الاصطناعي بطريقة صديقة للبيئة؟
قال جونهونج تشن، أستاذ الهندسة الجزيئية في كلية بريتزكر للهندسة الجزيئية وكبير استراتيجيي المياه في مختبر أرجون الوطني، إن التدريب والنشر وتشغيل الذكاء الاصطناعي يمكن أن يتطلب استهلاكًا كبيرًا للطاقة، لذا يجب على الشركات أن تفكر بعناية في العواقب المحتملة أثناء بناء الأنظمة.
وقال تشين: “عندما نصمم هذه الأنواع من الأنظمة، علينا أن نضع في اعتبارنا العواقب السلبية المحتملة ونحاول تقليلها منذ البداية حسب التصميم”.
تظهر الأبحاث التي أجرتها Google أن مراكز البيانات المبردة بالمياه تنبعث منها انبعاثات كربونية أقل بنسبة 10% تقريبًا من مراكز البيانات المبردة بالهواء. وفقًا لوزارة الطاقة، تعد مراكز البيانات واحدة من أكثر أنواع المباني استهلاكًا للطاقة في الولايات المتحدة، حيث تستهلك ما بين 10 إلى 50 ضعف الطاقة لكل مساحة طابقية من مباني المكاتب التجارية النموذجية، وهي تمثل مجتمعة حوالي 2% من إجمالي استخدام الكهرباء في الولايات المتحدة.
وقال بن تاونسند، رئيس استدامة مراكز البيانات في جوجل، إنه عندما يتم اختيار مواقع جديدة لمراكز بيانات جوجل – والتي يتم تحديدها إلى حد كبير على أساس القرب من المستخدمين – فإن الشركة ستنظر في موارد المياه المستصلحة وغير الصالحة للشرب في المنطقة، مضيفا “مراكز البيانات تشبه إلى حد كبير جهاز الكمبيوتر الشخصي الخاص بك. فهي تتطلب مساحة، وتتطلب طاقة، وتتطلب تبريدًا”.
وقال رام راجاجوبال، الذي يقود مختبر الأنظمة المستدامة في جامعة ستانفورد، إن هناك أيضًا توازن يجب تحقيقه عندما يتعلق الأمر بشبكات الطاقة. وقال راجاجوبال إنه مع أخذ أهداف إزالة الكربون والمرونة في الاعتبار، يمكن استخدام الذكاء الاصطناعي في نظام الكهرباء لتقليل التكاليف، وتوسيع نطاق عمليات النشر وتحديد الخطط المثلى لخفض كمية انبعاثات الغازات الدفيئة.
ومع ذلك، نظرًا لأن استخدام الذكاء الاصطناعي أصبح أكثر شيوعًا، فإن مراكز البيانات التي تتعامل حاليًا مع مهام الذكاء الاصطناعي قد لا تكون على المستوى المطلوب.
وقال راجاجوبال: “عندما يبدأ هذا في التوسع، فإنك تخلق عنق الزجاجة فيما يتعلق بمراكز البيانات ومن ثم يتعين عليك توسيع مراكز البيانات، وبالتالي يتوسع استهلاك الطاقة”.
كيف يمكن للذكاء الاصطناعي المساعدة؟
يستخدم العلماء بالفعل الذكاء الاصطناعي بعدة طرق مفيدة. يمكن لنماذج الذكاء الاصطناعي أن تساعد الباحثين على إيجاد طرق لإعادة تدوير المياه وإعادة استخدامها من خلال تحديد الملوثات في الماء ومعرفة أفضل الطرق لاستخراجها، وفقًا لتشن، أستاذ الهندسة الجزيئية. وأضاف أنه من الممكن أيضًا استخدامه لتحديد طرق استعادة تلك الملوثات لاستخدامات أخرى.
وفي أحد المشاريع الأخيرة، تعاونت شركة جوجل مع شركة الخطوط الجوية الأمريكية وشركة بريكثرو إنيرجي واستخدمت الذكاء الاصطناعي لتجميع وفحص صور الأقمار الصناعية وبيانات الطقس ومسار الرحلة. تم استخدام الذكاء الاصطناعي لتطوير خرائط للتنبؤ بخطوط النفاثة ، وهي الخطوط البيضاء الرفيعة التي تُرى أحيانًا خلف الطائرات. يمكن أن يساعد البحث الطيارين على تحسين مسارات الطيران حتى يتمكنوا من تقليل نفاثات الهواء، والتي تمثل ما يقرب من 35٪ من تأثير ظاهرة الاحتباس الحراري في قطاع الطيران.
ويقول الخبراء إنه يمكن أيضًا تطبيق الذكاء الاصطناعي على أبحاث البطاريات لتحسين بطاريات الليثيوم ، التي تستخدمها معظم السيارات الكهربائية.
قامت العديد من الشركات، مثل AMP Robotics وMachineX، بتطوير أدوات الذكاء الاصطناعي لتحديد واستعادة المواد القابلة لإعادة التدوير باستخدام الروبوتات الموجهة بالذكاء الاصطناعي. وقال متحدث باسم شركة AMP Robotics إن لديها أكثر من 300 نظام ذكاء اصطناعي منتشرة على مستوى العالم.
يمكن للروبوتات، في المتوسط، التقاط المواد المعاد تدويرها بسرعة تصل إلى ضعف سرعة البشر واتساقهم. وفقًا للشركة، ساعدت تقنية AMP Robotics في تجنب ما يقرب من 1.8 مليون طن متري من انبعاثات الغازات الدفيئة، وهو تأثير يعادل إزالة ما يقرب من 375000 سيارة من الطريق، من خلال تحسين جهود إعادة التدوير.
يستخدم العلماء في كاليفورنيا الذكاء الاصطناعي لمكافحة حرائق الغابات . يمكن للذكاء الاصطناعي المتصل بالكاميرات التعرف على حرائق الغابات واكتشاف الدخان قبل انتشارها على نطاق أوسع.
وقال ديفيد كروسو، رئيس كتيبة الإطفاء في كال، لشبكة سي بي إس سكرامنتو إن المعلومات المتعلقة بالتنبؤ بحرائق الغابات هي “تغيير قواعد اللعبة”.
وفي الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي ، يستخدم العلماء الذكاء الاصطناعي لتحسين المناخ والطقس ونماذج نظام الأرض الأخرى.
“التحكم في المهمة“
ويستخدم برنامج الأمم المتحدة للبيئة الذكاء الاصطناعي للمساعدة في التحليل والتنبؤ بتركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، إلى جانب التغيرات في كتلة الأنهار الجليدية وارتفاع مستوى سطح البحر.
وقال ديفيد جنسن، منسق الفريق، إنهم يأملون في استخدام الأداة كنوع من “التحكم في المهمة” على الكوكب. إحدى أدوات الأمم المتحدة، المرصد الدولي لانبعاثات الميثان، أو IMEO، تستخدم الذكاء الاصطناعي لرصد وتخفيف انبعاثات غاز الميثان، وهو أحد غازات الدفيئة القوية التي تؤثر على درجة حرارة الأرض.
وأضاف جنسن في تقرير “يعد خفض انبعاثات غاز الميثان في قطاع الطاقة، أحد أسرع الطرق وأكثرها جدوى وفعالية من حيث التكلفة للحد من آثار ظاهرة الاحتباس الحراري، وستلعب الإجراءات الموثوقة المستندة إلى البيانات دورًا كبيرًا في تحقيق هذه التخفيضات”. وظيفة الأمم المتحدة.
ولكن على الرغم من الوعد، فإن الشركات وحتى نماذج لغة الذكاء الاصطناعي تدرك حدود التكنولوجيا وعدم اليقين بشأن تأثيرها البيئي.
كتب ChatGPT ردًا على سؤال من شبكة سي بي إس نيوز، “باعتباري خبيرًا في الذكاء الاصطناعي، فإن هدفي هو مساعدة المستخدمين مثلك في الوصول إلى المعلومات والمعرفة حول مواضيع مختلفة، بما في ذلك تلك المتعلقة بالبيئة، حتى تتمكن من اتخاذ قرارات مستنيرة واتخاذ الإجراءات التي تتماشى مع قيمك وأهدافك من أجل حياة أفضل وأكثر ذكاءً. عالم مستدام”.
وقالت كيت براندت، كبيرة مسؤولي الاستدامة في جوجل، إنه من الصعب التنبؤ بالنمو المستقبلي لاستخدام الطاقة والانبعاثات المرتبطة بالذكاء الاصطناعي، وأضافت: “في نهاية المطاف، سيعتمد التأثير البيئي لنماذج الذكاء الاصطناعي مثلي على كيفية استخدامها”. “إذا استخدمنا الذكاء الاصطناعي لحل المشكلات البيئية، فيمكننا أن يكون لدينا تأثير إيجابي على الكوكب، إذا استخدمنا الذكاء الاصطناعي لخلق مشاكل بيئية جديدة، فسيكون لدينا تأثير سلبي”.
