人工智能的环境影响

引言

人工智能目前正在影响各行各业；然而，了解其对环境的影响是值得的。深度学习AI架构是耗能的；因此，它们消耗大量能量并导致碳足迹。支持人工智能运行的数据中心意识到这一点，加剧了全球能源需求，从而导致大量使用化石能源。此外，人工智能在各行业的应用导致生产过程的过度简化和高水平的电力使用，同时也导致电子垃圾的增长。但是，人工智能也提供了各种领域（包括：提高能源效率、气候建模和资源管理）的解决方案。因此，与任何其他工具一样，重要的是要考虑人工智能的积极影响；然而，挑战在于确保人工智能负责任地发展，而不对环境产生负面影响。

什么是人工智能？

人工智能或AI是一种发展，它涉及使用计算机通过其智能像人类一样行事。

在许多组织、企业和行业中，AI被用于输入数据、信息处理以及基于机器学习和机器人技术的学习和推理的许多其他任务。

AI的最佳和最终目标是取代人类从事某些工作，从而消除人类的工作——例如拼写检查、产品重新订购或其他可以因技术帮助而自动完成的任务。

然而，使用人工智能更有趣，比如在你玩在线棋盘游戏时有一个对手，甚至可以用你喜欢的名人的声音来起草演讲。

这是AI的两个广泛类别，因为它们在许多方面有所不同。

• 狭义AI：这类AI是为了帮助人们而开发的，例如苹果的“Siri”和谷歌的“Alexa”，它们可以回答用户向AI助手提出的任何问题。这被称为“狭义”智能，因为它不能完成任何超出其设计用途的任务，这就是为什么当你问Siri或Alexa一个问题时，它们可能无法给出答案。
• 通用AI：与通用AI相比，这类人工智能更严格，适应性更差，因为它通常比通用AI拥有的资源更少，尽管它被编程用于执行特定任务。

从自动驾驶汽车、日本不再有服务员餐厅到TikTok上的人工智能音乐视频，自动化被引入人们的日常生活，世界每天都在惊叹，可以说人们只是见证了它的发展。

在这种意义上，人工智能旨在补充和提高已做出的努力的有效性，通过更好地理解它或补充其日益难以检测的缺陷——例如虚假精度或欺诈，前者是人脑已无法轻易控制的，后者正变得与真实越来越难以区分。

AI如何使可持续发展受益并保护环境？

有许多方法可以促进使用AI来推进可持续实践，保护环境，实施应对气候变化的总体措施，跟踪天气状况和新型污染，并处理现有的农业模式以遵循气候挑战的指导方针。

AI被视为一种有趣的活动，人们会把一些愚蠢的东西输入ChatGPT并得到答案，但事实上，在AI的协助下，世界各地的企业可以在其气候转型中获得支持，并且这些过程相关的挑战似乎更易于实现。

以下是人工智能在应对全球气候变化斗争中不可或缺的一些潜在的人工智能环境影响：

• 追踪冰川融化：这种气候变化正在破坏地球上最寒冷的气候之一，但幸运的是，潜在的人工智能影响可以帮助改善这种情况。这是因为它能够比人类单独发现冰川融化的区域以及融化的速度，速度是人类的10,000倍。
• 绘制森林砍伐地图：为了生产新的流行作物如大豆或城市化而加剧的措施，尤其是在奥运会等全球性事件期间，常常导致森林砍伐，但幸运的是，在卫星AI的帮助下，可以识别出主要的关注区域。
• 改进回收：可悲的是，85%的人们同意回收的物品实际上并未被回收——在美国，2021年也不例外。但是，这个问题仍然可能通过AI解决，有几种软件使设施能够跟踪特定的回收物品。
• 保护海洋生物：塑料仍然是海洋中的一个问题，尽管AI有助于绘制我们浩瀚的海洋和其他可能发现有害海洋生物的偏远地区的垃圾地图。这表明了AI的效用如何有助于通过塑料防止未来对环境的污染。
• 为自然灾害做准备：无论是飓风、龙卷风、海啸还是地震，这些来自大自然的灾难总是伴随着代价；例如，在灾难发生后，与重建整个社区相关的伤痛，甚至延迟申报企业税。AI可以像预测下一次自然灾害何时何地发生一样，通过提前做好准备来帮助减轻其长期影响。
• 供应链管理：通过AI对各种算法、供应链管理以及所有对避免错误非常敏感的通用运营进行组织，可以实现供应链脱碳和提高整体业务生产力，而AI的出现恰恰是为了完美地做到这一点。

尽管许多人可能认为它只是互联网上嵌入的一个简单工具，但有环保意识的企业和个人可以利用AI来帮助他们开展工作——甚至可以超越他们委派人类或AI最有效的位置、因素或职责的计划。

AI对环境有什么问题？

在大多数情况下，大多数大型AI装置都位于数据中心，其中包括云服务提供商提供的数据中心。这些数据中心对地球产生了重大影响。它们包含的电子设备需要惊人的输入：例如，制造一个仅重2公斤的计算机需要使用800公斤的各种材料。此外，驱动AI的许多微芯片依赖于稀土元素，这些稀土元素是以对环境有害的方式开采的，正如《航行新视野》所指出的那样。

第二个问题是数据中心会产生电子垃圾，而且其中大部分是有毒的，因为它们由汞和铅等元素组成。

第三，数据中心在建设中以及在建成后用于冷却电气设备。据估计，通用AI基础设施可能在不久的将来消耗相当于600万人口国家（如丹麦）的水量。考虑到四分之一的世界人口已经没有清洁水和卫生设施，这是一个问题。

最后但并非最不重要的是，为了运行托管AI系统的电子设备，数据中心需要大量的能源，其中大部分仍然来自化石资源，燃烧这些资源会导致温室气体排放并加剧气候变化。国际能源署表示，作为人工智能探测器组成部分之一的ChatGPT，其耗电量约为Google搜索的十倍。

AI是如何对环境产生负面影响的？

尽管人工智能在气候变化中的重要性不容忽视，但人工智能对环境的危害潜力也很明显，就像过度使用AI开发的电子产品成为电子垃圾的来源一样。

据观察，AI可用于自动化重复性和单调的人类任务，包括检查语法或监控公司供应链——尽管如此，AI还是会产生一些影响。

以下是AI对地球的一些负面影响：

• 处置与电子垃圾：AI比典型企业和公司需要更多的技术和计算机使用，在其生命周期结束时，当需要处置时，它将产生比企业和公司设施中安装的其他计算机系统更多的电子垃圾。
• 高能耗：人工智能为我们提供了人眼无法提供的视角，但为了获得这种清晰度，地球将需要付出代价，这以能源的形式出现，因为大多数人工智能系统都需要大量的能量和动力才能有效且持续运行。因此，AI会加剧碳排放，因为企业中的AI系统不一定依赖可再生能源。
• 可能导致激励不足：尽管普遍理解一家公司的人工智能可能有助于制定气候计划，但人工智能无法为该公司的执行提供帮助。因此，人工智能可能对环境产生不利影响，因为可能会产生许多阻碍制定健全行动计划的观点。
• AI可能给我们的能源网带来压力：众所周知，当新的技术倡议出现时，它们会对电网造成压力。这意味着电力从化石燃料转移到为家庭供电的程度将需要更多的电力来为家庭供电——如果所有这些电力都用于AI或AI执行的研究，这一点将变得稀缺。
• 所需的计算数据存储：AI无法在没有数据存储的情况下正常运行，这导致其通过维护和控制存储单元高温所需的能源而导致温室气体排放。
• 潜在的AI错误：潜在的AI是解决那些没有人想做的乏味任务的最佳解决方案之一，比如拼写检查或询问今天外面气候如何。然而，由于AI不具备人类的判断力，人工智能算法可能无法准确估计社区可能受影响的程度。受影响的地区将获得错误数量的相关资源。

AI是公司气候旅程中的一项资产，但它也有负面因素，因此建议在某些条件下使用它。

我们如何减少潜在的人工智能环境影响？

AI可能对环境有益也有负面影响，这意味着人们将不得不对AI技术进行变革，以便减少AI的影响，或者人们和公司必须设定好自己的规范，并且只能在某些情况下使用AI。

这就像一个人会选择带有额外益处的健康食品，比如吃黑巧克力——黑巧克力是好的，可以利用其营养价值；然而，一天不能吃很多次。同样，AI应用的时间越长，对公司就越有用——尽管如此，基于更具情感应用的情境不需要AI。

以下是一些有助于减少负面AI成分对自然环境影响的方法：

• 更节能的算法：如果AI系统的算法根据当前标准更节能，就可以降低能耗。这可以与购买新的时尚网络以及设计有效的节能算法的努力相结合。
• 数据中心改进：这可以通过选择更高效的数据中心或尝试升级运行公司AI系统的现有数据中心来完成，以减少公司AI的生态影响。关于选择更好数据中心存储的可能建议包括使用可再生能源。更多增强AI训练和应用程序数据中心存储能效的技巧需要使用可再生能源并降低计算信息基础设施的能源强度。这包括动态资源管理、服务器虚拟化和公用事业可再生资源等措施。
• 改进AI培训和数据质量：尽管经过改进的AI培训仍存在偏见的担忧，这与“看样学样”的说法密切相关，需要进行足够的培训以尽量减少AI向用户提供类似偏见信息的几率。然而，应该更加强调具体的数据样本——因为使用过多的数据或重复输入信息可能会加剧AI偏见问题。

AI本身不会直接损害环境，但如果我们不采取预防措施，使AI驱动的计算机尽可能节能，并尝试认识到何时最适合应用AI，则可能发生这种情况。如果我们继续以这种理想的方式进行，那么预期从AI在环境问题上获得的好处将确实有助于全球遏制气候变化的努力。

AI的碳足迹

AI被认为是许多领域的革命，但这项创新的阴暗面是环境问题。AI技术在这些技术的创建、维护和处置过程中会产生巨大的碳足迹。

精彩的AI世界隐藏着一个需要消耗大量能源的过程——这种能源会导致大量的碳排放。

由于数据集和模型的增长，训练和使用AI模型所需的硬件资源极其庞大。这种能源的增加导致温室气体排放的增加，从而加剧了气候变化问题。正如OpenAI研究人员指出的那样，自2012年以来，训练最先进AI模型所需的计算能力每3到4个月翻一番。根据最近的研究，到2040年底，ICT行业的总排放量预计将占总排放量的14%，其中最大的贡献集中在包含数据中心、客户端-服务器通信等的基础设施上。这些数据显示，有必要考虑AI的碳足迹及其对环境恶化的影响。

对自然生态系统的影响

自动驾驶汽车及类似技术，如无人机配送，威胁着动物以及自然栖息地的生存。AI技术可能导致更高的消费量和更多的废物产生，这在电子商务行业等领域尤为明显。

已确定几种情况，例如过度依赖使用杀虫剂和化肥来满足农业中日益普及的人工智能系统，这将污染土壤和水，并减少该地区已改善或稀有的物种。

部署这项技术进行环境管理也带来了一些道德考量。这意味着，如果AI系统获得错误或部分数据，那么得出的结论也将分别是错误或部分的。例如，如果AI被指示经济发展是最重要的目标，它将指导利润，即使是以环境问题为代价。

人们能够构建可持续实践并根据AI的潜在影响做出明智决策，这其中涉及几个问题。与大多数技术创造一样，权衡AI的收益至关重要，以确保其优势不会伴随着对自然环境的破坏。

世界如何控制AI对环境造成的损害？

在最新发布的通知中，UNEP提出了五项主要建议。首先，政府可以制定评估AI对环境问题贡献的标准；目前，数据严重不足。其次，政府可以在UNEP的支持下，制定法规，要求企业报告通过AI开发的产品或通过人工智能提供的服务的即时环境影响。第三，通过优化科技公司使用的算法，可以最大限度地减少能源消耗，回收水，并在可能的情况下，重复使用相同的组件。第四，有一些方法可以确保国家努力使数据中心比今天更环保；例如，通过确保它们使用可再生能源并实现所谓的碳中和。最后，各国可以将与AI相关的政策纳入整体环境政策。

结论

人工智能在与环境相关的方面有其优点和缺点。首先，人工智能在提高能源效率、优化资源利用以及作为通过模拟应对气候变化的积极因素方面发挥着作用。然而，包括人工智能在内的最先进的系统，特别是深度学习模型，需要巨大的电力，要求高能量运行，从而增加碳排放。与AI发展相关的另一个问题是AI芯片的存在和购买，这涉及到电子垃圾问题。诸如节能算法、绿色数据中心和采购可再生能源等技术是实现AI领域可持续性的途径。找到使用AI解决各种人类问题的优势与实施绿色技术以实现技术世界未来的平衡将至关重要。