Tehisintellekti keskkonnamõjud

Õpieesmärgid

Pärast selle peatüki läbimist oskad:

• Selgitada, kuidas tehisintellekt (TI) võib aidata vähendada keskkonnamõjusid ja toetada kliimamuutuste pidurdamist.
• Tuua näiteid TI positiivsest rollist, näiteks energiatarbimise optimeerimisel ja ressursikasutuse vähendamisel.
• Analüüsida tehisintellekti enda ökoloogilist jalajälge (energiakulu, elektroonikajäätmed, maavarade kaevandamine).
• Arutleda tasakaalu üle tehnoloogia arengu ja keskkonnahoiu vahel.

TI kui lahendus keskkonnaprobleemidele

Tehisintellekti kujutatakse tihti kui võimsat liitlast kliimavõitluses. Selle võime töödelda tohutuid andmehulkasid ja tuvastada mustreid, mida inimesed ei märka, muudab selle ideaalseks tööriistaks keeruliste keskkonnaprobleemide lahendamisel.

Näiteks saab TI optimeerida energiatarbimist:

• Nutikad elektrivõrgud (smart grids) kasutavad masinõppemudeleid, et prognoosida tarbimist ja jaotada energiat efektiivselt. See vähendab raiskamist ja võimaldab taastuvenergia, nagu tuule- ja päikeseenergia, paremat kasutamist. Kui tuulepark toodab öösel ootamatult rohkem energiat, saab süsteem selle salvestada ja kasutada tippkoormuse ajal, vältides vajadust fossiilkütuste järele.
• Logistikas võivad TI-algoritmid optimeerida transpordivõrke, vähendades kütusekulu ja CO2 heidet. Kui tarneahel on tõhusam, väheneb ka loodusele avaldatav surve.

Näide:

Google DeepMind on rakendanud masinõpet oma andmekeskustes, et optimeerida jahutust ja energiakasutust. Tulemuseks on kuni 40% väiksem energiakulu, mis tähendab märkimisväärset CO2 säästu.

Lisaks aitab TI kliimauuringutes ja keskkonnaseires:

• Satelliidipiltide analüüs tuvastab metsade raadamist, looduskatastroofide ohualasid ja saasteallikaid.
• Ilmamudelid muutuvad täpsemaks, aidates paremini ette ennustada äärmuslikke ilmastikunähtusi ja nende mõju inimeste ja looduse jaoks.

Need saavutused näitavad, et kui TI-t kasutatakse läbimõeldult, võib see olla oluline osa globaalsest rohepöördest.

TI ökoloogiline jalajälg

Tehisintellekti (TI) ja robootika arengut nähakse sageli kui lahendust paljudele keskkonnaprobleemidele – alates energia optimeerimisest kuni heitmete vähendamiseni. Kuid pilt on kahesuunaline: samal ajal, kui TI aitab meil ressursse tõhusamalt kasutada ja kliimamuutustega võidelda, tekitab see ise märkimisväärset keskkonnakoormust. Liiga sageli unustatakse, et digitaalne infrastruktuur ei eksisteeri "pilves" mingis abstraktses, immateriaalses ruumis – see tugineb füüsilistele andmekeskustele, elektritaristule, riistvarale ja ressurssidele, mille tootmine ja hooldus ning jäätmed jätavad tugeva ökoloogilise jalajälje.

Energiakulu ja CO2 jalajälg

Üks suurimaid TI arendamise varjatud kulusid on energiakulu. Kaasaegsete tehisnärvivõrkude treenimine – eriti suurte keelemudelite ja pildituvastussüsteemide puhul – nõuab miljoneid arvutustunde ja tohutuid andmekogumeid, mida töödeldakse spetsiaalsetel kiipidel ja serverites.

2019. aasta uuring leidis, et ühe tipptasemel keelemudeli treenimine paiskas õhku ligikaudu 300 tonni CO2 – see on rohkem kui viie auto kogu eluea jooksul tekitatud heitkogused. Hilisemad uuringud on näidanud, et veelgi suuremate mudelite, nagu GPT-4, treenimise mõju võib ulatuda kümnetesse tuhandetesse tonnidesse CO2.

Iga kord, kui arendatakse suurem mudel või tehakse pidevaid uuendusi, kasvab energiakulu eksponentsiaalselt. Kuigi andmekeskuste energiatõhusus paraneb ja taastuvenergia osakaal kasvab, ületab teenuste ja mudelite arvu plahvatuslik kasv need saavutused. Lisaks energiakasutusele tekitab probleemiks ka jahutuse vajadus – andmekeskused tarbivad tohutul hulgal vett ja elektrit serverite töös hoidmiseks optimaalsel temperatuuril.

Elektroonikajäätmed

Teine oluline aspekt on elektroonikajäätmete teke. Tehisintellekti ja masinõppe lahenduste arendamiseks ning käitamiseks on vaja tipptasemel riistvara – graafikaprotsessoreid (GPU-sid), spetsiaalseid kiirenduskiipe (TPU-sid), suuri servereid ja salvestusseadmeid. See riistvara vananeb kiiresti: iga uue põlvkonna mudel vajab tihti võimsamat ja energiatõhusamat riistvara, mistõttu varasemad seadmed muutuvad mõne aastaga vananenuks.

See toob kaasa massiivse elektroonikajäätmete hulga, mis sisaldab sageli keskkonnale ja tervisele kahjulikke aineid, nagu plii, elavhõbe ja kaadmium.

2022. aastal hinnati, et maailmas tekib igal aastal üle 50 miljoni tonni elektroonikajäätmeid, millest suur osa on seotud IT-seadmete ja tarbijaelektroonikaga. Kahjuks jõuab taaskasutusse või keskkonnasõbralikku ringlussevõttu vaid murdosa – ülejäänu satub prügimägedele või põletatakse, põhjustades lisareostust ja terviseriske.

Haruldaste maavarade kaevandamine

Tehnoloogia ökoloogiline jalajälg ei piirdu ainult energiakasutuse ja jäätmetega – riistvara tootmine ise jätab sügava jälje. Tipptehnoloogia – alates serverikiipidest kuni akudeni – vajab haruldasi muldmetalle ja mineraale, nagu liitium, koobalt ja neodüüm. Nende kaevandamine on keskkonnale äärmiselt koormav:

• Looduslikud ökosüsteemid hävivad: kaevanduste rajamiseks hävitatakse metsi ja elupaiku, mis viib bioloogilise mitmekesisuse vähenemiseni.
• Veekasutus ja reostus: eriti liitiumi kaevandamisel Lõuna-Ameerika soolajärvedes kulub meeletul hulgal vett – see süvendab põuda piirkondades, kus kohalikud kogukonnad juba niigi kannatavad veepuuduse all.
• Sotsiaalsed ja eetilised probleemid: paljud kaevandused asuvad arenguriikides, kus töötingimused on ebaturvalised, töölised saavad alatasu ja lapstööjõu kasutamine pole haruldane.

Liitium, mida kasutatakse peamiselt elektrisõidukite ja andmekeskuste akudes, on saanud strateegiliselt oluliseks ressursiks. Kuid selle tootmise keskkonnamõjud – veepuudus, pinnase soolsuse muutused ja kohalike kogukondade kannatused – näitavad, et rohetehnoloogia ei ole automaatselt keskkonnasõbralik, kui selle tarneahel ei ole eetiline ja jätkusuutlik.

Suur küsimus: kas tehnoloogia areng toimub planeedi arvelt?

TI areng võib anda meile tööriistad, et leevendada kliimakriisi, kuid praegusel kujul toimub see sageli planeedi arvelt. Küsimus ei ole ainult tehnoloogias endas, vaid selles, kuidas me seda arendame, millist energiat ja materjale kasutame ning millised väärtused seda arengut juhivad.

Kas suudame luua süsteeme, mis arvestavad keskkonnamõju juba algusest peale? Või kordame sama mustrit, kus lühiajaline innovatsioon toob kaasa pikaajalised kahjustused?

Tasakaalu leidmine: kas tehisintellekt ja rohepööre saavad koos eksisteerida?

Kui oleme näinud nii tehisintellekti (TI) ja robootika tohutut potentsiaali keskkonna abistamisel kui ka nende arengu varjukülgi, jõuame vältimatu küsimuseni: kuidas leida tasakaal tehnoloogilise arengu ja keskkonnahoiu vahel?

Tuleb mõista, et tehnoloogia ei ole iseenesest hea ega halb. See on tööriist – ja tööriista mõju sõltub täielikult sellest, kuidas ja milleks seda kasutatakse. Sama masinõppemudel, mis optimeerib taastuvenergia tootmist, võib teise käes teenida eesmärke, mis suurendavad ressursside raiskamist või keskkonnakahju. Seetõttu tuleb tehnoloogia areng siduda teadliku ja eetilise raamistikuga.

Mida on vaja tasakaalu saavutamiseks?

Tasakaalu leidmine nõuab mitmetasandilist lähenemist:

• Tõhusamad algoritmid ja energiasäästlikum riistvara: Üks suurimaid probleeme on suurte mudelite treenimise ja käitamise energiakulu. Lahendus ei seisne ainult rohkemate andmekeskuste rajamises, vaid targemates algoritmides ja riistvaras. Uuringud green AI vallas näitavad, et mudeleid saab treenida märksa väiksema energiakuluga, ilma et kaoks täpsus. Näiteks arendatakse spetsiaalseid kiipe, mis on mõeldud sügavõppe jaoks ja tarbivad oluliselt vähem elektrit.

• Ringmajandus ja taaskasutus: Riistvara elutsükli pikendamine ja taaskasutus on võtmetähtsusega. Kui servereid, GPU-sid ja muid komponente saab uuendada ja taaskasutada, väheneb vajadus uue tooraine järele ja elektroonikajäätmete hulk. Ringmajanduse põhimõtete rakendamine tehnoloogiasektoris on sama oluline kui taastuvenergia kasutamine.

• Regulatsioonid ja läbipaistvus: Valitsused ja rahvusvahelised organisatsioonid peavad looma ja jõustama standardeid, mis nõuavad keskkonnamõju hindamist ja vähendamist. See võib hõlmata süsiniku jalajälje mõõtmist ja avaldamist iga suurema TI-projekti puhul. Läbipaistvus loob vastutustunde ja annab tarbijatele võimaluse valida ettevõtteid, kes tegutsevad keskkonnasõbralikult.

• Teadlik tarbimine ja ühiskondlik surve: Lõpuks mängivad rolli ka kasutajad. Kui inimesed eelistavad teenuseid ja seadmeid, mis on keskkonnasäästlikud, sunnib see ettevõtteid tegutsema vastutustundlikumalt. Tarbijate surve on olnud võtmetegur näiteks taastuvenergia arengus – sama saab juhtuda ka tehnoloogiasektoris.

Näide:

Microsoft teatas 2021. aastal, et nad kavatsevad olla 2030. aastaks süsiniknegatiivsed ja eemaldada kõik oma ajaloolised CO2 heitmed aastaks 2050, investeerides taastuvenergiasse ja ringmajandusse. Sellised sammud näitavad, et tehnoloogiahiiglased mõistavad oma rolli ja mõju. Kuid Microsoft ei ole ainus – mitmed teised tehnoloogiaettevõtted, nagu Google ja Amazon, on võtnud eesmärgiks kasutada 100% taastuvenergiat oma andmekeskustes ning arendada lahendusi, mis aitavad teistel ettevõtetel oma jalajälge vähendada.

Sellised algatused on tõestus, et robootika, tehisintellekt ja keskkonnahoid ei pea olema vastandid. Kui innovatsioon ja vastutus käivad käsikäes, võib tehnoloogia olla võti kliimakriisi lahendamisel, mitte selle süvendamisel. Küsimus on, kas me suudame teha teadlikke otsuseid juba täna – enne, kui kahju muutub pöördumatuks.

Kokkuvõte

Tehisintellektil on looduskeskkonda mõjutamas kaks nägu:

• Positiivne: see võib vähendada energiakulu, kaitsta loodust ja toetada kestlikku arengut.
• Negatiivne: see tekitab ise märkimisväärse ökoloogilise jalajälje – energiakulu, jäätmed, maavarade kaevandamise mõju.

Tulevik sõltub sellest, kas suudame teha teadlikke valikuid ja suunata tehnoloogia arengut viisil, mis aitab lahendada keskkonnaprobleeme, mitte neid süvendada.