AI có thể chống lại biến đổi khí hậu như thế nào? 

Biến đổi khí hậu là một trường hợp khẩn cấp toàn cầu thách thức các nhà khoa học, kỹ sư và chuyên gia trong ngành từ nhiều ngành khác nhau sử dụng kiến thức và kỹ năng của họ để theo đuổi các giải pháp bảo vệ hành tinh của chúng ta. Không có gì đáng ngạc nhiên, một số giải pháp đó có thể được thực hiện nhờ trí tuệ nhân tạo.

"Bộ dữ liệu khí hậu rất lớn và mất nhiều thời gian để thu thập, phân tích và sử dụng để đưa ra quyết định sáng suốt và ban hành thay đổi chính sách thực tế", Jim Bellingham, người tiên phong trong các hệ thống robot tự động dưới nước và giám đốc điều hành của Viện Tự chủ Đảm bảo Johns Hopkins cho biết. "Sử dụng AI để tính đến các yếu tố của biến đổi khí hậu không ngừng phát triển giúp chúng tôi đưa ra dự đoán sáng suốt hơn về những thay đổi trong môi trường, để chúng tôi có thể triển khai các nỗ lực giảm thiểu sớm hơn."

Vào ngày thứ tư, ngày 15 tháng 3, Bellingham và Elizabeth Reilly, một nhà khoa học cấp cao tại Viện Vật lý Ứng dụng JHU, sẽ cùng chủ trì một cuộc thảo luận về việc chiến đấu với biến đổi khí hậu bằng Trí tuệ Nhân tạo tại Hội nghị South by Southwest ở Austin, Texas.

Bellingham, một giáo sư thuộc Khoa Kỹ thuật Cơ khí Trường Whiting và là thành viên của Khu vực Hoạt động Không đối xứng tại APL, đã nói với The Hub về cách mà Trí tuệ Nhân tạo đang được áp dụng vào vấn đề biến đổi khí hậu.

AI đang được sử dụng như thế nào để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu?

Khía cạnh thú vị của AI là nó áp dụng cho rất nhiều thứ chúng ta làm, bao gồm cả những nhiệm vụ trước đây là những hoạt động chỉ con người mới có thể hoàn thành. Biến đổi khí hậu là một trong những vấn đề khoa học khó khăn nhất mà con người từng phải đối mặt. Đó là một hệ thống phức tạp phi thường với một số lượng lớn các biến. Khi mọi người nói về biến đổi khí hậu, họ có xu hướng tập trung vào các khía cạnh vật lý của khí hậu, chẳng hạn như lượng carbon dioxide trong khí quyển, nhiệt độ, lượng mưa và mô hình gió. Nhưng những đặc điểm này đều được định hình bởi một hành tinh sống liên tục thay đổi. Nếu bạn lấy sự sống ra khỏi hành tinh Trái đất, nó sẽ có một môi trường rất khác.

Bộ dữ liệu khí hậu rất lớn và mất thời gian đáng kể để thu thập, phân tích và sử dụng để đưa ra quyết định sáng suốt và ban hành thay đổi chính sách thực tế. Sử dụng AI để tính đến các yếu tố của biến đổi khí hậu không ngừng phát triển giúp chúng ta đưa ra dự đoán sáng suốt hơn về những thay đổi trong môi trường, để chúng ta có thể triển khai các nỗ lực giảm thiểu sớm hơn.

Một ứng dụng khác cho AI là giúp giảm lượng carbon thải vào khí quyển và AI đưa vào toàn bộ chuỗi hoạt động liên quan đến việc chuyển đổi từ nền kinh tế dựa trên carbon sang nền kinh tế carbon bằng không. Khả năng xây dựng cối xay gió lớn hơn và lớn hơn phụ thuộc vào việc có vật liệu đặc biệt nhẹ và cực kỳ mạnh mẽ nhưng có thể duy trì điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Chúng tôi đang bắt đầu học cách sử dụng AI để hỗ trợ trong việc thiết kế và tạo ra những vật liệu đó.

AI kết hợp với các xu hướng khác, chẳng hạn như điện khí hóa giao thông vận tải, sản xuất bồi đắp, chuyển đổi trong nông nghiệp và lưới điện thông minh, là một khả năng cho phép mạnh mẽ cho các giải pháp tiết kiệm năng lượng hơn (và tiết kiệm chi phí). Lợi ích năng lượng khi chúng ta thay thế xe tải giao hàng đến từng nhà trong khu phố bằng một chiếc xe tải giao hàng đậu ở rìa khu phố và phóng một máy bay không người lái để giao hàng chặng cuối đó là gì?

Bắt đầu kết nối các bộ dữ liệu từ vệ tinh và quan sát với các dự đoán mô hình là một phần rất quan trọng của doanh nghiệp đảm bảo rằng chúng ta thấy tất cả các phần của những gì đang diễn ra trong môi trường. AI có thể giúp chúng ta ít ngạc nhiên hơn.

Tại sao công nghệ AI lại phù hợp cho các ứng dụng liên quan đến biến đổi khí hậu?

Trí tuệ nhân tạo kết hợp các dự đoán dựa trên xu hướng và mô hình với dữ liệu mở rộng được thu thập. Mô hình là cốt lõi của dự đoán, nhưng để dựa vào các mô hình này mà đưa ra quyết định, mọi người phải tin tưởng vào các mô hình. Các nhà khoa học đang đặt câu hỏi "nếu như", và các nhà hoạch định chính sách đang cân nhắc chi phí và lợi ích dựa trên dữ liệu được thu thập và phân tích bởi các nhà nghiên cứu. AI là một công cụ cung cấp cái nhìn sâu sắc về sự không chắc chắn đến từ đâu liên quan đến biến đổi khí hậu và điều đó có thể giúp chúng ta hiểu những gì các mô hình đang nói với chúng ta, có thể đưa trở lại các chương trình quan sát tốt hơn, cải thiện các mô hình và thậm chí sử dụng AI như một phần của hệ thống mô hình. Đảm bảo, hoặc tin tưởng, là một khía cạnh quan trọng của việc sử dụng AI.

Một số ứng dụng cụ thể của AI đối với biến đổi khí hậu là gì?

Công việc của tôi là tập trung vào việc hiểu rõ hơn về đại dương, cùng với công việc mà các đồng nghiệp của tôi tại APL đang làm trong không gian, có những ứng dụng và kết quả rất hữu hình. Đại dương là một trong những phần ít được hiểu biết nhất của Trái đất, vì nó vừa truyền vừa hấp thụ nhiệt. Chúng ta không biết chính xác đại dương phản ứng như thế nào với những thay đổi môi trường khác nhau và chúng ta cũng không biết cụ thể biến đổi khí hậu đang tác động đến đại dương của chúng ta như thế nào.

Một ứng dụng khác của AI đối với biến đổi khí hậu là cách các vệ tinh quay quanh không gian được sử dụng để quan sát và đánh giá những thay đổi đối với Trái đất. Vệ tinh có thể giúp theo dõi cháy rừng và xác định các nguồn carbon dioxide tiềm năng được tìm thấy trong môi trường. Tuy nhiên, khi số lượng vệ tinh trên quỹ đạo tăng lên, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng không gian có thể giữ và duy trì an toàn tất cả các vệ tinh thu thập thông tin.

Ví dụ, Bắc Cực đang thay đổi nhanh chóng và đáng kể, với nhiệt độ ngày càng tăng thường xuyên được ghi nhận. Trong mùa xuân, mùa hè và mùa thu, các tàu ở Bắc Cực thu thập dữ liệu và thông tin cần thiết khác được sử dụng bởi các nhà khoa học và nhà hoạch định chính sách. Nhưng vào mùa đông, điều kiện băng ở khu vực đó gây khó khăn cho hoạt động của tàu, vì vậy các tàu khởi hành, tạo ra khoảng cách quan sát và thu thập dữ liệu đáng kể. Sử dụng robot hỗ trợ AI trong kịch bản này cho phép thông tin tiếp tục được tích lũy với công nghệ cung cấp dự đoán dựa trên xu hướng và mô hình. Điều này sẽ cho phép thông tin tiếp tục được tích lũy, với công nghệ cung cấp dự đoán dựa trên xu hướng và mô hình.

Chúng tôi muốn robot có thể tự hoạt động trong tối đa sáu tháng ở lưu vực Bắc Cực để thực hiện các quan sát và sau đó cung cấp cho chúng tôi dữ liệu đó. Một phần của nó là điền vào hệ thống quan sát và một phần khác của nó là kết hợp các tín hiệu khác nhau này và cho phép AI giúp chúng ta nhìn thấy các mẫu mà chúng ta nhận ra trong các tập dữ liệu lớn hơn.

Một số thách thức mà các chuyên gia đang phải đối mặt khi sử dụng AI để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu là gì?

Một trong những thách thức mà chúng ta gặp phải trong việc thực sự hiểu khí hậu là bắt đầu thực sự hiểu được sự phức tạp của phần sống trong hệ sinh thái của chúng ta, đặc biệt là các đại dương của chúng ta. Các đại dương có một số khó khăn, bao gồm thực tế là rất tốn kém để triển khai và duy trì số lượng tàu chúng ta cần để quan sát đại dương và thu thập dữ liệu cần thiết. Robot đang ngày càng được sử dụng cho mục đích này, nhưng khả năng tự trị của chúng cần được cải thiện. Đây là lúc AI phát huy tác dụng.

Việc giám sát và dự đoán bổ sung mà AI cung cấp cho các nhà nghiên cứu là có giá trị, nhưng có những chi phí cần được xem xét để đánh giá lợi ích thực sự về công việc biến đổi khí hậu. Một ví dụ là AI dựa vào máy tính và máy tính cần năng lượng điện để hoạt động và điện sử dụng tài nguyên. Các nhà khoa học và nhà nghiên cứu phải ghi nhớ việc sử dụng điện được sử dụng để cung cấp năng lượng cho công nghệ AI khi đánh giá lợi ích của công nghệ này trong việc giải quyết biến đổi khí hậu. Trung bình, mỗi thế hệ bộ xử lý mới thực hiện nhiều tính toán hơn với ít năng lượng hơn, nhưng nhu cầu tính toán của AI đang thúc đẩy sự bùng nổ đầu tư vào sức mạnh tính toán. Công nghệ AI mà chúng ta có ngày nay một phần là do sức mạnh tính toán khổng lồ mà chúng ta có.

Bạn dự đoán điều gì sẽ là tác động lớn nhất của AI trong việc chống lại biến đổi khí hậu trong năm đến 10 năm tới?

Hy vọng của tôi cho tương lai của AI là chúng ta sẽ có thể có tác động có ý nghĩa trong việc dự đoán biến đổi khí hậu. Khi con người trở nên tự tin hơn vào AI, chúng ta sẽ có thể dựa vào công nghệ nhiều hơn để hiểu biến đổi khí hậu và đưa ra các dự đoán và mô hình chính xác hơn. Điều này sẽ cho phép chúng tôi được nhắm mục tiêu nhiều hơn trong các chiến lược của mình để giảm thiểu những tác động tồi tệ nhất. Đảm bảo quyền tự chủ và AI là một lĩnh vực cần được thực hiện rất nghiêm túc. Ngay cả khi chúng ta không nghĩ rằng một cái gì đó là một vấn đề AI ngày hôm nay, nó sẽ là một vấn đề AI vào tuần tới hoặc tháng tới.