Zapierający dech w piersiach rozwój ludzkości na przestrzeni ostatnich dziesięcioleci odbywa się ogromnym kosztem – stężenie dwutlenku węgla w atmosferze wciąż wzrasta, a zanieczyszczenie środowiska nadal jest dotkliwe. Owocem naszego dynamicznego postępu są między innymi nowoczesne technologie, takie jak robotyka i sztuczna inteligencja. Czy są w stanie spłacić choć część swojego długu i pomóc w osiągnięciu bardziej zrównoważonego rozwoju?

Z czym się mierzymy?

Jednym z najpoważniejszych problemów, przed którym stoi obecnie ludzkość, jest globalne ocieplenie, którego efekty to m. in. już widoczne zaostrzenie się ekstremalnych warunków pogodowych oraz możliwe w przyszłości masowe migracje ludności. Groźne są również zanieczyszczenie środowiska, wylesianie oraz wymieranie gatunków zwierząt i roślin, istotnych w utrzymaniu równowagi ekosystemów. Okazuje się jednak, że w walce z wyżej wymienionymi problemami najnowsze technologie stosuje się już obecnie.

Technologia a globalne ocieplenie

Jednym ze sposobów na obniżenie emisyjności jest uefektywnienie różnych procesów, zwłaszcza tych w dużych firmach, dysponujących sporymi ilościami danych, które można przetwarzać z wykorzystaniem algorytmów sztucznej inteligencji. Jest to naturalnie opłacalne, gdyż zmniejsza koszty (np. produkcji lub przewozu), jednocześnie pozwalając na wzrost sympatii wśród klientów, którzy nierzadko preferują korzystać z produktów i usług firm sprzyjających środowisku.

Jak to może wyglądać w praktyce? Jak donosi Boston Consulting Group, jeden z globalnych producentów stali obniżył swoją emisję o 3% przy jednoczesnych oszczędnościach 40 milionów dolarów rocznie poprzez zaimplementowanie rozwiązań opartych o AI, mając za zadanie ograniczenie zarówno ilości odpadów jak i redukcję zużycia energii. Innym przykładem może być przypadek dużego koncernu naftowo-gazowego, który obniżył emisję o 1% poprzez wdrożenie systemu do predykcji usterek i anomalii w pracy wykorzystywanych urządzeń. Powyższe liczby pokazują, że choć AI może przynosić wymierne rezultaty, stanowić powinno jednak narzędzie pomocnicze w procesie większych przemian. Takim narzędziem może być przykładowo produkt oferowany przez CO2 AI, którego celem jest ułatwienie podejmowania decyzji poprzez eksplorację struktury śladu węglowego, jak i symulację rozwoju wydarzeń przy objęciu poszczególnych strategii.

Jest jeszcze drugie dno. Choć systemy oparte o sztuczną inteligencję pozwalają m. in. obniżyć zużycie energii, same również jej potrzebują, co najgorsze, wraz z kolejnymi latami coraz więcej – wszystko z powodu coraz większych liczb opisujących zarówno rozmiary samych modeli, jak i zbiorów treningowych. Jak podaje publikacja naukowa z 2019 roku, trening modelu językowego o 213 milionach parametrów (wraz z fine-tuningiem) emituje mniej więcej tyle dwutlenku węgla co 5 typowych amerykańskich samochodów przez cały okres swojej żywotności (wliczając w to ich produkcję). Taki rachunek powinien robić wrażenie zwłaszcza w obliczu popularyzacji badań na ogromnymi modelami w ostatnich kilku latach. Wydaje się jednak, że ciężko zatrzymać rozwój tej dziedziny, zwłaszcza w obliczu ostatnich przełomów i obietnicy wymiernego przyspieszenia rozwoju technologii na wielu płaszczyznach.

W tym miejscu warto wspomnieć o potencjalne badań nad ograniczeniem kosztów obliczeniowych AI. Choć nie rozwinęły one jeszcze swoich skrzydeł, badacze tacy jak Yoshua Bengio próbują zwiększyć świadomość społeczności poprzez CodeCarbon, narzędzie do pomiaru i wizualizacji emisji generowanych w trakcie prac nad modelami sztucznej inteligencji.
Co więcej, należy zwrócić uwagę na inicjatywy dużych dostawców usług opartych o AI ukierunkowane na zasilanie swoich serwerów z wykorzystywanie, jedynie czystej energii. Wiele centrów danych przechodzi na zielone technologie, takie jak chłodzenie wodne i wykorzystywanie energii słonecznej, aby zredukować emisję gazów cieplarnianych. Przykładowo Microsoft od 2025 roku planuje zasilać całą infrastrukturę platformy chmurowej Azure jedynie energią odnawialną. Z kolei DeepL, serwis do tłumaczeń, informuje iż do obliczeń wykorzystuje energię wodną.

Technologia a niszczenie środowiska

Rosnący popyt na nowe technologie prowadzi również do wzrostu ilości odpadów elektronicznych, znanych jako e-waste. Stare smartfony, komputery, telewizory i inne urządzenia elektroniczne często kończą na wysypiskach śmieci. Materiały używane w elektronice, takie jak rtęć, ołów i wiele innych substancji chemicznych, jeśli nie są odpowiednio utylizowane. mogą zanieczyszczać glebę i wody gruntowe oraz stanowić bezpośrednie zagrożenie dla zwierząt. Nawet w Unii Europejskiej, w 2019 roku ok. 75% tego typu odpadów nie została przetworzona.

Planowane postarzanie produktów, znane również jako obsolecencja produktowa, odnosi się do praktyki celowego projektowania i produkcji produktów, które mają krótki okres użytkowania lub są zaprojektowane w taki sposób, aby stały się przestarzałe lub niesprawne w stosunkowo krótkim czasie. Chociaż może to wydawać się korzystne dla producentów i gospodarki w krótkim okresie, ma to negatywne konsekwencje dla ekologii z następujących powodów:

• Marnotrawstwo zasobów – Planowane postarzanie produktów prowadzi do nadmiernego zużywania surowców i energii. Produkty, które działają tylko przez krótki okres czasu, wymagają częstszej produkcji i zużycia zasobów naturalnych, takich jak minerały, drewno, woda i energia. To przyczynia się do nadmiernego wykorzystania zasobów naturalnych i zwiększa obciążenie dla środowiska.
• Produkcja odpadów – Krótki cykl życia produktów prowadzi do zwiększonej produkcji odpadów. Produkty, które stają się przestarzałe lub niesprawne po krótkim czasie, często trafiają na wysypiska śmieci lub są nieodpowiednio utylizowane. To powoduje akumulację odpadów i negatywny wpływ na środowisko, zarówno pod względem degradacji gleby i wód, jak i emisji gazów cieplarnianych związanych z rozkładem odpadów.
• Emisje gazów cieplarnianych – Krótki cykl życia produktów wymaga częstszej produkcji i transportu, co z kolei prowadzi do zwiększonej emisji gazów cieplarnianych. Procesy produkcyjne, takie jak wydobycie surowców, produkcja, pakowanie i transport, generują duże ilości dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych. Wysoka emisja gazów cieplarnianych przyczynia się do zmian klimatycznych i wzrostu globalnego ocieplenia.

Technologia w służbie środowisku

Czy jednak możemy szufladkować technologię i obarczać ją całą winą za postępujące negatywne zmiany klimatu? Czy może czas zgasić światło i wrócić do jaskiń? To chyba jeszcze nie ten czas, a może po prostu musimy nauczyć się z tym żyć i w rozsądny sposób (mniej konsumpcyjny) korzystać z dobrodziejstw technologii. Poza oczywistym ograniczeniem zużycia, rozwój technologii ma też mniej oczywiste, pozytywne wpływy na ekologię.

• Monitorowanie i ochrona przyrody – Technologie takie jak zdalne czujniki, drony, satelity i systemy obrazowania mogą być wykorzystane do monitorowania stanu przyrody, włączając w to lasy, obszary morskie, glebę i zwierzęta. Dane zgromadzone za pomocą tych technologii mogą pomóc w identyfikacji zagrożeń i opracowaniu odpowiednich strategii ochrony środowiska.
• Efektywność energetyczna – Technologie oparte na SI mogą pomóc w optymalizacji zużycia energii w różnych sektorach, takich jak budownictwo, transport i przemysł. Algorytmy SI mogą analizować dane dotyczące zużycia energii i opracowywać strategie minimalizujące straty i optymalizujące wykorzystanie dostępnych zasobów energetycznych.
• Optymalizacja systemów transportowych – Technologie SI mogą przyczynić się do poprawy efektywności transportu, redukując emisję gazów cieplarnianych. Algorytmy SI mogą optymalizować trasy, koordynować transport publiczny, minimalizować korki drogowe i promować bardziej zrównoważone środki transportu, takie jak rowery elektryczne i pojazdy elektryczne.
• Recykling i zarządzanie odpadami – Technologie SI mogą być wykorzystane do identyfikacji, sortowania i przetwarzania odpadów w bardziej efektywny sposób. Algorytmy SI mogą analizować obrazy, rozpoznawać rodzaje odpadów i automatycznie kierować je do odpowiednich procesów recyklingu lub utylizacji.
• Ochrona zasobów wodnych – Technologie SI mogą być stosowane do monitorowania jakości wody, wykrywania zanieczyszczeń i zarządzania zasobami wodnymi. Systemy SI mogą analizować dane dotyczące jakości wody i ostrzegać przed potencjalnymi zagrożeniami, co pomaga w szybkiej reakcji i ochronie wód.

Przyjrzyjmy się także, jak firmowe ze światowego high-techu starają się przysłużyć środowisku. Bycie “eko” jest teraz w modzie, w związku z czym, korporacje chwalą się na swoich profilach społecznościowych różnymi pro-środowiskowymi inicjatywami.

Większość globalnych marek inwestuje w odnawialne źródła energii, chociażby w panele i baterie słoneczne, które zlokalizowane na dachach ich siedzib, pozwalają wytwarzać zieloną energię. Google i Apple korzystają w dużej mierze z energii odnawialnej do zasilenia swoich centrów danych i operacji. W kwestii redukcji CO2 i zapobieganiu globalnemu ociepleniu, Amazon zadeklarował dążenie do osiągnięcia neutralności węglowej do roku 2040, a Google ogłosił, że jest już w pełni zasilany energią odnawialną, a także kompensuje swoje emisje dwutlenku węgla.

Inwestowanie w energooszczędne rozwiązania; przykładowo, Apple projektuje swoje produkty tak, aby były bardziej wydajne energetycznie, a Amazon pracuje nad zwiększeniem efektywności energetycznej swoich centrów danych. Rozwijanie możliwości recyklingu, które ma na celu ograniczenie e-waste. Apple ma programy recyklingu urządzeń, a Amazon stawia na recykling opakowań i ograniczenie generowania odpadów w swojej logistyce. Odpowiedzialność w łańcuchu dostaw; firmy te stawiają wymagania związane z ochroną środowiska dla swoich dostawców. Na przykład, Google i Apple współpracują z dostawcami, aby zapewnić, że materiały i procesy używane przy produkcji ich produktów są bardziej ekologiczne.

Korporacje inwestują też w reklamy mające na celu uświadamianie pracowników i społeczeństwo, że pewne rozwiązania i kompromisy, na które decydują się w swoich produktach mają bardzo pozytywny wpływ na środowisko. Przykładowo, Apple nie dodaje już ładowarek do swoich nowych telefonów, a w Google’u zainicjowane akcję Meatless Monday na stołówce pracowniczej. Prezes polskiej firmy Comarch, pan Janusz Filipiak, poszedł nawet o krok dalej i powiedział, że Polacy jedzą (żrą) za dużo mięsa w ogóle, a także powinni ograniczać swoje podróże wakacyjne.

Robot robotowi robotem

Już wkrótce robot stanie się (najlepszym) przyjacielem człowieka. Roboty mają pewne zalety nad człowiekiem; są odporne na warunki atmosferyczne, nie nużą się żmudną pracą i najczęściej nie popełniają błędów. Wydają się idealnym rozwiązaniem dla naprawy skutków działalności człowieka na ziemi. Już teraz roboty wykorzystuje się do usuwania zanieczyszczeń z różnych obszarów, takich jak rzeki, jeziora czy plaże; mogą być zaprojektowane do zbierania odpadów plastikowych z wody lub oczyszczania obszarów zanieczyszczonych ropą naftową.

Roboty mogą wspomagać prace związane z sadzeniem drzew, pielęgnacją ogrodów i uprawami rolnymi. Na przykład, roboty mogą pomagać w automatycznym sadzeniu drzew w dużej skali, co przyspiesza proces rekultywacji zalesiania i ogranicza deforestację. 

I w końcu, roboty mogą być wykorzystywane do sprzątania świata. Choć jest to trochę dystopijna wizja, rodem z filmu Wall-E (obyśmy nigdy nie doprowadzili do takiego stanu!) to niewątpliwie roboty świetnie się do tego nadadzą. Zwłaszcza w miejscach newralgicznych, tj. parki krajobrazowe, lasy, gdzie nawet pozostawiony odłamek szkła może wywołać tragiczny w skutkach pożar.

Podsumowanie

Stare polskie porzekadło mówi, że we wszystkim trzeba znać umiar i nie wolno przedawkować. Wydaje się, żę tak samo jest z rozwojem technologii, SI, postępującą cyfryzacją. Niesie ona duże zagrożenie dla środowiska, ale jednocześnie może być szansą na jego uratowanie. Wszystko zależy od tego jak skorzystamy z jej dobrodziejstw. Trudno oczekiwać by CEO największych firm świata ograniczali swoje działania i zyski z powodu lasu w Amazonii. To od nas, mnie i Ciebie, zależy w jaki sposób wykorzystamy daną nam technologię, a swoimi działaniami możemy wpłynąć na największych przywódców i zmusić ich do respektowania środowiska

Wydaje się, że obecnie największym zagrożeniem jest coraz większe zapotrzebowanie na energię elektryczną. Warto więc w miarę możliwości prowadzić obliczenia zasilane alternatywnymi źródłami energii, tymi zielonymi jak i atomowymi. Dodatkowo, duży wkład w ograniczenie zużycia zasobów mógłby nieść zwiększony wkład w badania nad zwiększeniem efektywności metod AI. Ostatecznie należy jednak zwrócić uwagę, że szkody wyrządzone przez zasilanie najnowszych technologii są najpewniej zdecydowanie mniejsze niż te spowodowane zaległościami w transformacji energetycznej skutkującymi tym, że nadal znaczna część zakładów przemysłowych oraz gospodarstw domowych wykorzystuję energię węglową i gazową.

Literatura

Obrazek tytułowy: https://selfsustain.com/blog/can-artificial-intelligence-ecological-intelligence/

1. https://www.dw.com/en/five-of-the-worlds-biggest-environmental-problems/a-35915705
2. https://www.bcg.com/publications/2021/ai-to-reduce-carbon-emissions
3. https://www.businessnewsdaily.com/15087-consumers-want-sustainable-products.html
4. https://www.technologyreview.com/2019/06/06/239031/training-a-single-ai-model-can-emit-as-much-carbon-as-five-cars-in-their-lifetimes/
5. Emma Strubell, Ananya Ganesh, Andrew McCallum (June 2019). Energy and Policy Considerations for Deep Learning in NLP.