人工智慧在氣候變化緩解和環境修復中的作用

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來自各個領域的科學家、工程師和商業專業人士正被號召運用他們的知識和專業技能來尋找應對全球氣候變化緊急情況的答案。一些解決方案可能由人工智慧實現，這不足為奇。

Jim Bellingham是自主水下機器人系統的早期採用者，也是約翰霍普金斯大學Assured Autonomy研究所的執行董事，他認為氣候資料集龐大，需要收集、分析和應用這些資料才能做出明智的決策。研究和實施真正的政策變化需要大量時間。

Bellingham教授是惠廷工程學院機械工程系和APL非對稱作戰部門的教授，他與The Hub談論瞭如何利用人工智慧來解決氣候變化問題。

氣候危機：人工智慧可以提供幫助嗎？

簡單來說，是的，有很多AI和計算機視覺應用可以解決這種情況。有很多方法可以利用人工智慧（AI）來對抗全球變暖。有些方法已經付諸實踐，有些仍在測試階段，有些甚至還沒有開始開發。

然而，人工智慧已經在環境科學中得到有效應用，並且肯定會在對抗氣候變化的鬥爭中得到更廣泛的應用。

減緩

利用人工智慧解決氣候變化減緩問題的框架，包括減排（減少溫室氣體排放強度、提高能源效率和減少溫室效應）和清除（技術和環境清除），並增加了宏觀和微觀尺度的測量。

測量

宏觀尺度測量

整體環境排放量在氣候預測模型中發揮著重要作用。例如，人工智慧可以透過增強測量或掃描基於衛星的遙感資料進行額外分析來支援此類模型。

微觀尺度測量

製造商可以使用微觀排放資料來跟蹤其在ESG目標方面的進展，瞭解其產品的碳足跡，或確定範圍1、2和3的減排量。客戶可以使用這些知識來更好地決定他們購買的產品以及他們為減少碳足跡所採取的措施。

清除

減少氣候變化影響的一種策略是從大氣中去除溫室氣體。這可以透過碳捕獲和儲存等技術進步來實現，也可以透過植物光合作用增強等自然機制來實現。消除主要分為兩類

環境清除

溼地、森林和藻類等自然生態系統對於去除大氣碳至關重要。監測這些生態系統需要收集和處理大量資料，在這種情況下，人工智慧特別有用。

技術清除

工業流程可以補充環境清除，儘管它們仍處於早期階段並存在規模問題。人工智慧將成為儘快找到解決這些問題的寶貴助手。

人工智慧的優勢

更好的資料分析，從而實現更好的氣候建模

人工智慧快速準確地分析大量資料的能力是該技術在應對氣候變化方面的主要優勢之一。人工智慧驅動的預測分析利用統計算法和資料來預測未來趨勢，為我們提供更準確和及時的見解。

DeepCube專案就是一個例子，它使用深度學習分析衛星資料並預測海面溫度。事實證明，該策略在準確性和有效性方面優於傳統氣候模型。

能源系統最佳化

人工智慧正在幫助能源轉型中的許多領域，包括提高可再生能源預測的準確性，簡化電網執行，協調分散式能源資源和需求側管理，以及開發減少溫室氣體排放的新材料。

例如，凱斯西儲大學的研究人員正在利用人工智慧來檢查來自太陽能發電設施的資料，並精確地確定提高效率的區域。此外，人工智慧還可以用於最佳化風電場的結構和模擬風力渦輪機尾流，從而提高風力發電的效率和經濟性。

氣候變化減緩和適應

透過結合環境、氣候和天氣資料，人工智慧（AI）可以透過分析氣候風險並準確計算碳排放量來幫助進行氣候風險和影響分析。它還可以幫助研究人員分析衛星影像以檢測導致氣候變化的土地利用變化（如森林砍伐）。

此外，人工智慧還可以用於建立節能網路，利用資料分析來最佳化能源使用並減少不同層次的二氧化碳排放。

人工智慧的問題

負面環境影響

訓練大型演算法（如深度學習模型）需要透過複雜的數學計算處理海量資料。這些計算需要高效能的計算機資源，包括強大的CPU和專用裝置（如圖形處理單元（GPU））。正因為如此，這些模型的訓練會消耗大量能源，這會對環境產生重大影響。

事實上，麻省理工學院的一項研究表明，訓練一個複雜的演算法所需的能量可能會釋放多達284,000公斤的二氧化碳。該研究還表明，隨著人工智慧應用需求的增加，演算法訓練的能源消耗和碳足跡可能會增加。

資料安全和隱私問題

使用人工智慧需要收集和處理大量資料，這引發了關於資料安全、隱私和濫用的問題。這些擔憂是有效的，因為人工智慧系統依賴於資料來學習和做出決策。

訓練人工智慧模型所需的資料中可能存在敏感資訊，對這些資料的處理不當可能導致隱私洩露和資料洩露。人工智慧系統也可能容易受到網路攻擊，這可能導致資料盜竊或操縱。

人工智慧自動化和倫理問題

隨著計算機越來越擅長執行人類過去所做的任務，人們越來越擔心人工智慧未來可能會導致嚴重的失業。由於發現氣候變化加劇了現有的社會和經濟不平等，由此產生的緊迫問題將進一步加劇。

麥肯錫全球研究所的一份報告稱，到2030年，自動化和人工智慧可能會導致3.75億工人失業，約佔全球就業人數的14%。

結論

總之，儘管人工智慧具有緩解氣候變化破壞性影響的巨大潛力，但我們不應忽視將人工智慧應用於環境保護的潛在危害。我們必須積極主動地建立人工智慧解決方案，優先考慮能源效率，限制碳排放，並採取措施減少人工智慧開發和應用的環境影響。