Есть технологии, которые изменили пути развития человечества, неизмеримо приумножили человеческий потенциал и создали тот мир, к которому мы сегодня привыкли: огонь, колесо, книгопечатание, телеграф, компьютер. В XXI веке такой знаковой технологией является искусственный интеллект (ИИ). Он не только поднимает возможности человека на новый уровень, но и помогает гармонизировать отношения с окружающим миром. Нейросети стали одним из важнейших инструментов для достижения целей устойчивого развития, и уже сегодня технологии искусственного интеллекта вносят существенный вклад в благополучие общества, бизнеса и планеты.
Углеродная нейтральность и охрана леса: ИИ для борьбы с изменением климата
Температура на Земле уже поднялась на 1,1 ºC выше доиндустриального уровня, констатирует Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК). В результате все чаще происходят экстремальные природные явления, которые несут с собой огромный ущерб — в среднем его экономическая оценка за последние 20 лет достигала $16 млн в час.
Глобальное потепление подрывает усилия человечества по достижению Целей устойчивого развития (ЦУР) ООН, предупредили в сентябре специалисты Всемирной метеорологической организации. Очевидно, что проблема требует новых подходов и решений. В Nature заявили, что именно ИИ сможет помочь в достижении 79% ЦУР благодаря мощным аналитическим возможностям. ИИ обеспечивает более глубокое понимание огромных массивов данных для разработки эффективных и простых инструментов, которые позволят повысить устойчивость к последствиям изменения климата и эффективность использования природных ресурсов.
Например, онлайн-платформа Global Forest Watch (GFW) использует ИИ для анализа спутниковых снимков с целью выявления сокращения лесных массивов. Каждый день GFW пользуются тысячи людей, чтобы предотвращать незаконные вырубки и лесные пожары. Кроме того, GFW помогает странам реализовывать национальные программы по охране природы.
Кроме того, технологии ИИ позволяют синтезировать новые углеродно нейтральные материалы и оптимизировать производственные процессы, чтобы уменьшить выбросы углекислого газа. Например, ИИ занимается поиском химических структур, обладающих заданными свойствами, такими как способность поглощать углекислый газ или удерживать энергию солнечного света. Таким образом, ИИ дает нам ответ на один из глобальных вызовов, стоящих перед человечеством: как поддерживать развитие производства и при этом снижать выбросы парниковых газов.
Гибкое управление энергопотреблением: ИИ для энергоперехода
ИИ — важнейшая технология для перехода на чистую энергию, сказано в исследовании Eurelectric. Ожидается, что к 2025 году 81% энергокомпаний в мире внедрят искусственный интеллект. Усиливает интерес к этим технологиям и переход на возобновляемые источники энергии, отличающиеся нестабильностью. Поэтому для их эффективного использования требуется гибкая и децентрализованная система под управлением нейросетей.
Эксперты, опрошенные McKinsey, также считают, что ИИ позволит извлечь максимальную пользу из энергии солнца, ветра и воды. Алгоритмы могут поминутно прогнозировать объемы генерации и потребления, исключать потери электроэнергии и обеспечить перенаправление электричества туда, где это необходимо в данный момент. Так, реальностью могут стать крупные зеленые энергопроекты вроде подключения солнечных и ветряных электростанций в Марокко к энергосистеме Великобритании по подводным кабелям.
Кроме того, сами цифровые компании, использующие много электроэнергии, сокращают углеродный след с помощью ИИ. Например, Институт искусственного интеллекта AIRI при поддержке «Сбера» разработал открытую библиотеку Eco4cast, позволяющую снизить эмиссию CO2 до 90% при выполнении ресурсоемких вычислений, в том числе при обучении нейросетей на суперкомпьютерах.
А Google использует ИИ, чтобы сэкономить до 40% энергии на охлаждении дата-центров. Поначалу в системе охлаждения просто использовались рекомендации искусственного интеллекта. Но впоследствии, оценив эффективность, все управление целиком передали ИИ.
Мониторинг тайфунов и прогноз наводнений: ИИ для оценки климатических рисков
Искусственный интеллект — это революционная технология с точки зрения оценки и анализа климатических рисков, говорится в материалах Ecological Processes, ведь нейросеть способна дать более точные прогнозы и расчеты последствий экстремальных погодных явлений.
Например, «Сбер» создал собственную ИИ-модель прогнозирования климатических риск-событий — пожаров, наводнений, штормов, таяния вечной мерзлоты. По оценке компании, за последние 60 лет пожары стали происходить в 6,5 раза чаще, волны жары и холода — в десять раз, наводнения — в 12 раз. Модель автоматизирует оценку финансовых рисков и помогает аграриям, промышленникам и компаниям из других отраслей выстраивать с учетом прогнозов стратегию своего развития. По словам старшего вице-президента Сбербанка по ESG Татьяны Завьяловой, такая оценка финансовых рисков с учетом климатических позволит снизить потери банка до 1 млрд руб. в год.
Амурские тигры, белые медведи и беспилотники в Арктике: ИИ и биоразнообразие
По оценке ООН, под угрозой исчезновения находится около 1 млн видов растений и животных, то есть примерно 25% всего живого мира. Это подчеркивает острую необходимость в усовершенствовании природоохранных мер. И здесь тоже могут помочь технологии искусственного интеллекта.
Искусственный интеллект открывает принципиально новые возможности для изучения и мониторинга состояния флоры и фауны. В частности, на порядок оперативнее обрабатывать данные фотосъемки с беспилотников и фотоловушек.
Одно из решений в этой области — CAPTAIN (Conservation Area Prioritization Through Artificial Intelligence — ИИ для приоритизации охранных зон). Оно помогает точно смоделировать изменения в биоразнообразии на конкретной территории из-за антропогенных факторов, например строительства. Сервис CAPTAIN позволяет защитить в среднем на 26% больше видов.
Еще одно направление в данной области — отслеживание редких животных, находящихся под угрозой вымирания. Некоммерческая организация из Портленда Wild Me разработала модель нейросети, которая распознает зебр и жирафов по их узорам.
В России ИИ планируют использовать для распознавания амурских тигров и для учета численности белых медведей, моржей, полярных чаек и диких северных оленей в Арктике с помощью беспилотников.
Датчики, ЖКХ и интеллектуальное теплоснабжение: ИИ для девелопмента и смартсити
Европейская экономическая комиссия ООН сообщает, что города как доминирующая форма организации пространства и жизни людей играют центральную роль в устойчивом развитии. С другой стороны, урбанизация несет с собой и множество проблем, замедляющих достижение ЦУР.
Чтобы города стали по-настоящему «умными» и устойчивыми, необходимо внедрение ИИ, машинного обучения, интернета вещей и облачных решений — сходится во мнении мировое экспертное сообщество. «Умные» решения позволят эффективно управлять ресурсами и снизить негативное воздействие на окружающую среду.
Одним из ярких примеров «умного» города является Осло. К 2025 году здесь планируют отказаться от всех видов транспорта, кроме электрического, оцифровать все городские и муниципальные услуги, оснастить все здания датчиками, а также системами управления энергопотреблением и отходами на базе ИИ.
В России концепция Smart City уже реализуется в 213 городах с численностью населения свыше 100 тыс. человек. В частности, развитием «умных» городов занимается «Росатом»: компания внедряет ИИ в ЖХК, чтобы предотвращать аварии и снижать потери ресурсов.
«Сбер», в свою очередь, строит на западе Москвы новый район по принципам «умного» города — СберСити. Одна из особенностей квартала — предиктивная система энергоменеджмента. На верхних этажах зданий разместят «умные» энергоцентры. Их специальное программное обеспечение в режиме реального времени будет мониторить погоду и работу разных приборов, например системы вентиляции и отопительных приборов. Таким образом, в домах будет создана и комфортная температура, и будут рационально расходоваться ресурсы. Также в СберСити планируют широко использовать солнечные панели в качестве фасадного материала — полученная таким образом энергия сможет покрыть до 30% общедомовых нужд. Проектом также предусмотрена установка на парковках зарядных станций для электрокаров. Управлять всеми системами поможет ИИ.
Образование, меддиагностика и адресная помощь: ИИ в социальной сфере
Экс-глава DeepMind и один из основателей Inflection AI Мустафа Сулейман уверен, что искусственный интеллект станет инструментом достижения социальной справедливости и равенства благодаря «умным» решениям, внедренным в медицину, сельское хозяйство, а также для производства более дешевых и надежных строительных материалов.
У ИИ хорошие перспективы и в сегменте образования, считают в ЮНЕСКО. Там отмечают, что технология делает знания доступнее и позволяет сделать образование более индивидуальным и качественным. ИИ полезен и как вспомогательная технология для обучения людей с инвалидностью и особенностями здоровья. ИИ-модели помогают им в чтении и письме, обеспечивая инклюзивность учебной среды.
Нейросети открывают новые возможности и в здравоохранении — «умные» технологии ассистируют хирургам и научились подбирать для пациентов наиболее эффективные методы лечения. Различные модели ИИ рассматриваются и для лечения депрессии: они могут регистрировать изменения в мозге пациента и выявлять зоны, которые требуют внимания. А «Сбер» разработал комплексное решение на основе искусственного интеллекта, которое помогает диагностировать случаи нарушения мозгового кровообращения и максимально быстро оказывать помощь пациентам с инсультом. Сервис уже используется в Приморском крае и готовится к запуску в Новосибирской области.
Наконец, ИИ уже применяют некоторые соцслужбы. Например, социальные работники в Пенсильвании используют прогнозные модели, чтобы превентивно оказывать помощь нуждающимся семьям. В результате число случаев лишения родительских прав снизилось на 47%.
Эволюция ИИ на благо устойчивого развития
Взаимодействие искусственного интеллекта и окружающего мира не является односторонним. Иными словами, не только ИИ оказывает влияние. Может быть и наоборот: так, разработчики нейросетей «подсматривают» решения у самой природы.
По словам управляющего директора, начальника управления развития перспективных AI-технологий Сбербанка, научного консультанта AIRI Семена Буденного, устойчивое развитие и искусственный интеллект — две большие междисциплинарные области знаний, нацеленные на будущее. И на стыке этих двух тем взращивается все больше специалистов, желающих разрабатывать технологии для достижения целей устойчивого развития. Семен Буденный подчеркивает, что сейчас наступает время ИИ, вдохновленного одновременно и ЦУР, и законами природы.
Например, достаточно активно развивается направление роевого интеллекта (Swarm Intelligence) для оркестрации мультиагентных систем. Создаются алгоритмы, вдохновленные поведением муравьев, светлячков и летучих мышей. Такие модели могут быть использованы в робототехнике, планировании маршрутов и в различном производстве.
Эволюционные алгоритмы, базирующиеся на теории Дарвина, имитируют процессы естественного отбора живых организмов, подходят для анализа данных и оптимизации процессов. А искусственные нейросети (Artificial Neural Networks), созданные по примеру работы человеческого мозга и взаимодействия нейронов в нем, позволяют распознавать и классифицировать данные с огромной скоростью.
Таким образом, неслучайно на крупнейшей в мире конференции в сфере искусственного интеллекта — Artificial Intelligence Journey (AIJ), которая пройдет 22–24 ноября, отдельный трек будет посвящен синергии искусственного интеллекта и устойчивого развития. Более подробно о том, как искусственный интеллект помогает создавать устойчивое будущее и создает новые возможности для человека, вы также сможете узнать в специальных подкастах на сайте конференции AI Journey.