Искусственный интеллект vs экология

Под влияние искусственного интеллекта (ИИ) попал не только человек, но и природа. ИИ помогает защищать окружающую среду, сохранять биоразнообразие, предупреждать стихийные бедствия и минимизировать их последствия. Подробнее о положительном влиянии ИИ мы говорили в этой статье. 

Бурное развитие ИИ запустило дискуссии о его этической стороне. Мировое сообщество обсуждает, как правильно использовать, регулировать и контролировать ИИ, чтобы не навредить человеку. В фокусе дискуссий и отрицательное влияние ИИ на окружающую среду. Разбираемся, почему это привлекло внимание исследователей.

• ИИ требует много энергии
• ИИ способствует росту электронных отходов
• Есть ли выход?

С каждой промышленной революцией влияние человека на природу росло в геометрической прогрессии. Станки и паровые двигатели, конвейеры, электричество, компьютеры, интернет кардинально изменили нашу жизнь: мы можем быстро перемещаться из Азии в Европу, утолять боль и лечить сложные болезни, жить в теплом и уютном доме, быть на связи 24/7. Но прогресс привел и к загрязнению планеты и климатическому кризису. 

ИИ — технология, на которой уже базируется четвёртая промышленная революция. Более трети мировых компаний используют ИИ-инструменты. Положительное влияние ИИ на бизнес и повседневную жизнь неоспоримо: он быстро обрабатывает большие объемы информации, выявляет зависимости и аномалии, освобождает сотрудников от рутинной и монотонной работы, снижает человеческий фактор на производстве. 

ИИ требует много энергии

Для разработки и обучения моделей ИИ необходимо большое количество электроэнергии. Для обучения моделей используются энергоемкие мощные графические и тензорные процессоры. Объем энергии зависит от сложности и размера моделей, времени и места. По данным ученых, выбросы углекислого газа от обучения одной современной модели ИИ сопоставимы с выхлопами пяти автомобилей в течение всего срока их службы. 

Для хранения и обработки данных, необходимых для вычислений ИИ, используются Центры обработки данных (ЦОД). Они работают без остановки и потребляют большое количество энергии в основном из невозобновляемых источников. Огромные объемы энергии им необходимы не только для питания серверов и сетевого оборудования, но и для их охлаждения. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), в 2022 году общее потребление электроэнергии ЦОДами достигло 460 ТВт-ч. По прогнозам организации, к 2026 году показатель может вырасти в два раза и превысить 1000 ТВт-ч. Это сопоставимо с потреблением электроэнергии Японией. 

Повсеместное внедрении ИИ будет основным источником увеличения спроса на электроэнергию со стороны ЦОДов. По подсчетам экспертов, если Google внедрит в поисковик ИИ, то энергопотребление компании вырастет в 10 раз. Один простой запрос в Google «стоит» примерно 0,3 Втч, тогда как в ChatGPT от OpenAI — 2,9 Втч.

На фоне засушливого лета в прошлом году активизировались дискуссии о том, сколько технологические гиганты используют воды для своей работы. Организация Bluefield Research оценила потребление воды ЦОДами в более чем 1 млрд литров ежедневно (на производство энергии и на охлаждение). Некоторые страны уже запрещают строительство ЦОДов на своей территории. Такое решение приняли Нидерланды и Ирландия. 

Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде пытались выяснить «водный след» ИИ. По их данным, для обучения моделей типа GPT-3 в ЦОД Microsoft могло потребоваться порядка 5,4 млн литров воды. Помимо этого, исследователи пришли к выводу, что небольшой разговор с GPT-3 на 10-50 вопросов и ответов обойдется в 500 мл воды. Исследователи ожидают, что последующие поколения GPT будут потреблять еще больше воды. 

В 2022 году аналитики Gartner прогнозировали, что ИИ к 2025 году будет потреблять больше энергии, чем вся человеческая рабочая сила. Если подходы к использованию ИИ не изменятся, то к 2030 году на обучение моделей и обработку и хранение данных будет приходится до 3,5% мирового потребления электроэнергии. В 2020 году ЦОДы потребляли порядка 1%. 

ИИ способствует росту электронных отходов 

Увеличение объема электронных отходов — закономерный процесс при современном темпе развития технологий. Конечно, не только ИИ способствует росту, но он вносит свою лепту в этот процесс. По мере развития ИИ требует больше мощностей, для которых необходимы аппаратные средства. Новые поколения «железа» появляются так же стремительно, как и новые модели ИИ. Прежние устройства устаревают, теряют свою функциональность и превращаются в отходы. 

Согласно исследованию ООН, в 2022 году образовалось 62 млрд кг электронных отходов. При этом только 22,3% из этих отходов были правильно собраны и переработаны. Темпы роста электронных отходов в пять раз опережают рост объемов переработки. 

В электронных устройствах содержатся опасные вещества. По данным ООН, из-за неправильного обращения с этими отходами ежегодно в окружающую среду поступает 58 тыс. кг ртути и 45 млн кг пластмассы с бромированными антипиренами. Они загрязняют почву, воду, воздух и наносят вред животным и людям.

Есть ли выход? 

Изучение влияния ИИ на окружающую среду — трудный процесс. Исследователи используют разные методы и подходы, нет общепринятых позиций, как вычислить воздействие конкретных нейросетей и моделей. К тому же никто не исключал предвзятость ученых и отсутствие больших исторических данных, на основе которых проводятся исследования. 

Международные организации и некоторые правительства призывают технологические компании использовать ИИ не только этично, но и экологично. В рекомендациях ЮНЕСКО говорится, что связанные с ИИ организации должны руководствоваться принципом соразмерности и отдавать предпочтение энерго- и ресурсоэффективным, в том числе с точки зрения объемов данных, методам. Там же написано, что от использования ИИ необходимо отказаться, если это влечет за собой «диспропорциональные негативные последствия для окружающей среды». 

ИИ — энергоемкая технология. При этом она активно применяется в самой энергетической отрасли. ИИ используют для оптимизации производства, потребления и управления энергией. Решения на базе ИИ также используются для повышения энергоэффективности предприятий из разных отраслей промышленности, городской инфраструктуры и коммерческих объектов. Интеллектуальные системы мониторинга и потребления не только электричества, но и всех энергоресурсов используются российскими городами в рамках концепции «умного города». Большое влияние ИИ оказывает на развитие «зеленой энергетики». Алгоритмы анализируют погодные условия, подбирают места для строительства таких объектов и помогают ими управлять. Например, в Австралии Utopus Insights использует «умную систему» на ветроэлектростанции для оптимизации работы турбин. 

По подсчетам Exactitude Consultancy, объем ИИ на глобальном энергетическом рынке достиг в 2023 году 5,23 млрд долларов. Среднегодовой темп роста рынка в следующие семь лет составит 23,5%. 

Ведущие корпорации, в том числе Microsoft, Google, признают увеличение использования энергоресурсов с ростом популярности ИИ. Они заявляют, что заинтересованы в максимальном снижении уровня выбросов и более эффективном использовании энергоресурсов, в том числе возобновляемых. В Microsoft рассказывали СМИ, что компания инвестирует в изучение углеродного следа ИИ. Также корпорации изучают, как обучать и применять модели ИИ с наименьшими энергозатратами. 

Аналитики Gartner считают, что потенциальные преимущества ИИ для оптимизации операционной эффективности и устойчивости превышают собственное влияние технологии на окружающую среду. 

Если ИИ будет использоваться более широко и эффективно, чем сегодня, то он сможет сократить глобальные выбросы углекислого газа на 5-10%, полагают эксперты Gartner. 

Согласно оценке PwC, ИИ мог бы на 4% сократить выбросы парниковых газов во всем мире к 2030 году. Это эквивалентно годовым выбросам Австралии, Канады и Японии вместе взятых. 

Индустрии, исследователям, политикам и государствам, общественным организациям предстоит найти баланс между положительным и негативным влиянием на окружающую среду и обеспечить комплексный подход к развитию ИИ. Эксперты предлагают разработать нормативную базу для регулирования ИИ в области экологии и стимулировать компании внедрять программы сохранения природных ресурсов.