از بالای ابر تا عمق اقیانوس؛ کاربرد هوش مصنوعی در تغییرات اقلیمی

به گزارش پیوست، نتایجی که استفاده از هوش مصنوعی در ساز و کار بررسی و تحقیقات تغییرات اقلیمی داشته موجب توجه بیشتر به این فناوری شده است. تعدادی از کشورها و سازمان‌های در سطح بین‌المللی از این فناوری در جهت توسعه روش‌های شناسایی تغییرات آب و هوایی و اتخاذ سیاست‌ و تصمیمات مفید بهره می‌برند.

به عنوان مثال، سازمان بین‌دولتی توسعه (IGAD) از هوش مصنوعی برای تقویت پیش‌بینی‌ها استفاده می‌کند. پیش‌بینی تغییرات اقلیمی یک وضعیت اضطراری جهانی است که دانشمندان، مهندسان و کارشناسان صنعت را از جهت‌های مختلف به چالش می‌کشد تا از دانش و مهارت‌های خود در یافتن راه‌حل‌هایی برای محافظت از سیاره زمین و واکنش مناسب در برابر تغییرات اقلیمی استفاده کنند.

استفاده از هوش مصنوعی در ردیابی تغییرات اقلیمی

جنبه جالب توجه هوش مصنوعی انجام بسیاری از کارها توسط این ابزار است که تا پیش از این صرفا توسط انسان‌ها انجام می‌شد. کارشناسان و صاحب‌نظران نیز اظهار کرده‌ بودند که محول کردن فعالیت‌های دشوار و نیازمند تفکر، تحلیل و تصمیم‌گیری به ابزار هوش مصنوعی در حال حاضر نتیجه‌بخش نخواهد بود. یکی از این زمینه‌ها بررسی تغییرات اقلیمی است. البته این حوزه برای انسان‌ها هم پیچیده و مشکل عنوان شده است و دشواری‌ها در این علم همچنان وجود دارد.

این یک سیستم فوق‌العاده پیچیده با تعداد زیادی متغیر است. هنگامی که مردم در مورد تغییرات آب و هوایی صحبت می‌کنند، تمایل دارند بر جنبه‌های فیزیکی آب و هوا، مانند میزان دی‌اکسید کربن در جو، دما، سطح بارش و الگوهای باد تمرکز کنند.

اما این ویژگی‌ها همه در یک سیاره زنده شکل گرفته‌ که دائما در حال تغییر است. مجموعه داده‌های آب و هوا بسیار زیاد است و جمع‌آوری، تجزیه و تحلیل جهت تصمیم‌گیری آگاهانه و اعمال تغییر سیاست واقعی زمان زیادی می‌برد. استفاده از هوش مصنوعی برای شناسایی تغییرات آب و هوایی به ما کمک می‌کند تا پیش‌بینی‌های آگاهانه‌تری در مورد تغییرات محیطی و سودمند شدن تلاش‌ها انجام دهیم.

یکی دیگر از کاربردهای هوش مصنوعی در این حوزه کمک به کاهش کربن آزاد شده در جو است. هوش مصنوعی به زنجیره فعالیت‌های مربوط به گذار از اقتصاد مبتنی بر کربن به اقتصاد خالص صفر کربن تاثیرگذار است.

اتصال به مجموعه‌های داده از ماهواره‌ها و مشاهدات با پیش‌بینی‌های مدل، بخش بسیار مهمی از شرکت هوش مصنوعی است که تضمین می‌کند همه بخش‌هایی از آنچه در محیط می‌گذرد را ببینیم. هوش مصنوعی می‌تواند به ما کمک کند کمتر غافلگیر شویم.

کاربردهای هوش مصنوعی در تغییرات آب و هوایی

یکی از کاربردهای هوش مصنوعی، بررسی آب و هوای اقیانوس‌ها است که نتایج بسیار ملموسی را ارائه می‌دهد. اقیانوس یکی از ناشناخته‌ترین قسمت‌های زمین است، زیرا هم گرما را انتقال می‌دهد و هم جذب می‌کند. ما دقیقا نمی‌دانیم که اقیانوس چگونه به تغییرات محیطی مختلف واکنش نشان می‌دهد و همچنین نمی‌دانیم که تغییرات آب و هوایی چگونه بر اقیانوس‌ها تاثیر می‌گذارد.

یکی دیگر از کاربردهای هوش مصنوعی در تغییرات آب و هوایی این است که چگونه از ماهواره‌هایی که در فضا در چرخش است برای انجام مشاهدات و ارزیابی تغییرات زمین استفاده می‌شود. ماهواره‌ها می‌توانند به نظارت بر آتش‌سوزی در جنگل‌ها و تعیین منابع بالقوه دی اکسید کربن موجود در محیط کمک کند. با این حال، با افزایش تعداد ماهواره‌ها در مدار، مهم است که مطمئن شوید فضا می‌تواند به‌ طور ایمن تمام ماهواره‌های جمع‌آوری اطلاعات را نگه دارد و نگهداری کند.

استفاده از هوش مصنوعی برای فاکتور در عناصر تغییر آب و هوا که دائماً در حال تحول هستند به ما کمک می‌کند تا پیش بینی‌های آگاهانه‌تری در مورد تغییرات در محیط انجام دهیم، تا بتوانیم EFFOR های کاهش دهنده را به کار ببریم.به عنوان مثال، قطب شمال به سرعت و به طور چشمگیری در حال تغییر است، با افزایش دما به طور منظم ثبت شده است.

استفاده از هوش مصنوعی باعث می‌شود تا متغیرهای آب و هوایی در نواحی مختلف به‌ویژه نواحی‌ای که تغییرات اقلیمی در آنجا بسیار اهمیت دارد مانند قطب شمال که افزایش دما از حد معمول عواقب خسارت‌باری به دنبال دارد را شناسایی کرد.در طول بهار، تابستان و پاییز، جمع‌آوری اطلاعات از قطب شمال میسر است اما در فصل زمستان تحقق این امر چالش‌برانگیز و تقریبا نشدنی است. ورود هوش مصنوعی به این حوزه در این شرایط موثر و کارساز خواهد بود.

ردیابی تغییرات لحظه‌ای موجب می‌شود کارشناسان و دست‌اندر کاران این حوزه به سرعت تصمیم‌گرفته و در صورت لزوم اقدام کنند.

استفاده‌از ربات‌های مجهز به هوش مصنوعی در این موقعیت به جمع‌آوری اطلاعات، پیش‌بینی‌های مبتنی بر روندها و الگوها ممکن می‌شود. در واقع ربات‌ها می‌توانند به تنهایی تا ۶ ماه در حوزه قطب شمال با نظارت از راه دور عوامل انسانی کار کنند تا مشاهدات را انجام داده و سپس آن داده‌ها را در اختیار گروه مربوطه قرار دهند.

چالش‌های به‌کارگیری AI در تحقیقات اقلیمی

همانطور که پیش‌تر اشاره شد، بررسی و کسب اطلاعات از اقیانوس‌ یکی از معضلات گروه‌های آب و هواشناسی است. ارسال، استقرار و هدایت کشتی‌ها به اقیانوس برای ردگیری شرایط در حال تغییر آن امری دشوار و پرهزینه است و در بسیاری از مواقع نتایج دلخواه حاصل نمی‌شود. به همین سبب استفاده از ربات‌های هوش مصنوعی در این زمینه می‌تواند بخش عمده‌ای از مشکلات را برطرف کند.

نظارت دقیق، اطلاعات کافی و امکان پیش‌بینی‌ای که توسط هوش مصنوعی برای محققان و کارشناسان فراهم می‌شود ارزشمند و کارآمد است. البته که به‌کارگیری این فناوری به این منظور در کنار مزایایی که دارد نیازمند اعمال تغییرات و به‌روزسانی‌هایی اعم از تجهیز تیم تحقیقاتی و توسعه سیستم‌ها و همکاری با متخصصان است که شامل هزینه‌ است.

یکی از مواردی که باید مورد توجه قرار بگیرد اتکا هوش مصنوعی به رایانه‌ها و نیاز رایانه‌ها به نیروی الکتریکی و اتصال به منابع برقی است. دانشمندان و محققان باید هنگام ارزیابی میزان سودمندی این فناوری در مقابله با تغییرات آب و هوایی، استفاده از الکتریسیته مورد استفاده برای تقویت فناوری هوش مصنوعی را در نظر داشته باشند.

حضور پررنگ فناوری در محیط زیست

گسترش نفوذ هوش مصنوعی در زمینه‌های مختلف و زمینه‌های متعدد باعث افزایش استفاده از آن شده است. می‌توان برای درک تغییرات آب و هوا و پیش‌بینی‌ها و مدل‌های دقیق‌تر به فناوری تکیه کرد. چنین قابلیتی این امکان را می‌دهد تا در استراتژهای خود برای کاهش بدترین اثرات هدفمندتر باشیم.

طبق مقاله‌ای که ابتدا در ژانویه ۲۰۲۴ منتشر و در فوریه همین سال به روز شد‌، استفاده از هوش مصنوعی می‌تواند به مبارزه با تغییرات آب و هوایی کمک کند. سیستم‌های هوش مصنوعی موجود شامل ابزارهایی است که آب و هوا را پیش‌بینی، کوه‌های یخ را ردیابی و آلودگی را شناسایی می‌کند.

به گفته مجمع جهانی اقتصاد، هوش مصنوعی همچنین می‌تواند برای بهبود کشاورزی و کاهش اثرات زیست محیطی به‌کار گرفته شود. قدرت هوش مصنوعی (AI) برای پردازش حجم عظیمی از داده‌ها و کمک به انسان در تصمیم‌گیری صنایع را متحول می‌کند.

به‌عنوان یکی از سخت‌ترین چالش‌های جهان، مبارزه با تغییرات اقلیمی حوزه دیگری است که هوش مصنوعی قابلیت تحول‌آفرینی دارد. به گفته سازمان بهداشت جهانی، تقریبا ۴ میلیارد نفر در حال حاضر در مناطقی زندگی می‌کنند که در برابر تغییرات آب و هوایی بسیار آسیب‌پذیر است.

زندگی در این مناطق موجب بروز مشکلات و بحران‌هایی می‌شود که افزایش مرگ و میر را به دنبال  دارد. انتظار می رود که حدود ۲۵۰۰۰۰ مرگ‌ومیر در سال‌های ۲۰۳۰ تا ۲۰۵۰ به دلیل سوءتغذیه، مالاریا و استرس گرمایی اتفاق بیفتد. در ادامه به توضیح ۹ روش مقابله هوش مصنوعی با تغییرات اقلیمی پرداخته شده است.

۱- ذوب شدن کوه‌های یخ

ابزار متناسب با این حوزه هوش مصنوعی با سرعت بالایی نشان می‌دهد که کوه‌های یخ در کجا و در چه مدت زمانی در حال ذوب شدن هستند و چه میزان آب در حال پیوستن به اقیانوس‌ها است.

به گزارش آژانس فضایی اروپا، دانشمندان دانشگاه لیدز در بریتانیا می‌گویند هوش مصنوعی آنها می‌تواند تنها در یک صدم ثانیه از کوه‌های یخ بزرگ قطب جنوب در تصاویر ماهواره‌ای نقشه‌برداری کند.

برای انسان‌ها، این کار طولانی و زمان براست و شناسایی کوه‌های یخ در میان سفیدی ابرها و یخ‌های دریا دشوار خواهد بود.

۲- نقشه‌برداری از جنگل‌زدایی

یکی از کاربردهای هوش مصنوعی، ثبت تصاویر ماهواره‌ای و مخصوص اکولوژی برای ترسیم تاثیر جنگل‌زدایی بر بحران آب و هوا است. Space Intelligence،یک شرکت اسکاتلندی با فعالیت در بیش از ۳۰ کشور توانسته بیش از ۱ میلیون هکتار زمین را از طریق داده‌های ماهواره‌ای نقشه‌برداری کند. فناوری این شرکت از راه دور معیارهایی مانند نرخ جنگل‌زدایی و میزان کربن ذخیره شده در جنگل را اندازه‌گیری می‌کند.

۳- کمک به جوامع آسیب‌پذیر آفریقایی

یکی از پروژه‌های سازمان ملل کمک به جوامع آسیب‌پذیر در برابر تغییرات آب و هوایی در بروندی، چاد و سودان از طریق هوش مصنوعی است. پروژه IKI از فناوری هوش مصنوعی برای کمک به پیش‌بینی الگوهای آب و هوا استفاده می‌کند، بنابراین جوامع و مقامات می‌توانند بهتر برنامه‌ریزی کنند که چگونه با تغییرات آب و هوایی سازگار شوند و تاثیر آن را کاهش دهند. این شامل بهبود دسترسی به انرژی پاک، اجرای سیستم‌های مدیریت پسماند مناسب و تشویق جنگل‌کاری می‌شود.

۴- بازیافت زباله بیشتر

یک سیستم هوش مصنوعی دیگر با کارآمدتر کردن مدیریت زباله به مقابله با تغییرات آب و هوا کمک می‌کند. به گفته آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده، زباله‌ها تولیدکننده بزرگ متان و انتشار ۱۶ درصد از گازهای گلخانه‌ای(GHG) جهانی هستند.

Greyparrot، استارت‌آپ نرم‌افزاری مستقر در بریتانیا، یک سیستم هوش مصنوعی ایجاد کرده است که امکانات پردازش و بازیافت زباله را تجزیه و تحلیل می‌کند و در بازیابی و بازیافت مواد زائد بیشتر کمک می‌کند.

این شرکت ۳۲ میلیارد مورد زباله را در ۶۷ دسته زباله در سال ۲۰۲۲ ردیابی کرد و می‌گوید که به طور متوسط ۸۶ تن زباله شناسایی کرده است که می‌توان آنها را بازیابی کرد اما این زباله‌ها در حال حاضر به محل دفن زباله ارسال شده است.

۵- تلاش برای پاکسازی اقیانوس

در هلند، یک سازمان محیط زیست به نام پاکسازی اقیانوس‌ها، از طریق هوش مصنوعی و سایر فناوری‌ها  به پاکسازی آلودگی پلاستیکی از اقیانوس‌ها برنامه‌هایی را اجرا می‌کند. هوش مصنوعی با تشخیص اشیاء در آب به سازمان کمک می‌کند تا نقشه‌های دقیقی از زباله‌های اقیانوس در مکان‌های دوردست ایجاد کند.

پس از آن زباله‌های اقیانوس را می‌توان جمع‌آوری و حذف کرد که کارآمدتر از روش‌های پاکسازی قبلی با استفاده از تراول‌ها و هواپیماها است. آلودگی پلاستیکی با انتشار گازهای گلخانه‌ای و آسیب رساندن به طبیعت از عمده‌ترین مشکلات آب و هوایی به شمار می‌رود.

۶- پیش‌بینی بلایای آب و هوایی

در برزیل، شرکتی به نام Sipremo از هوش مصنوعی برای پیش‌بینی مکان و زمان وقوع بلایای اقلیمی و نوع بلایای آب و هوایی استفاده می‌کند. هدف، کمک به کسب‌وکارها و دولت‌ها جهت آماده‌سازی بهتر برای تغییرات آب‌ و هوایی و چالش‌های فزاینده برای جوامع است.

این شرکت در زمینه‌هایی از جمله بیمه، انرژی، لجستیک و ورزش فعالیت می‌کند، جایی که تجزیه و تحلیل و اطلاع از شرایط بلایا و عواملی مانند کیفیت هوا می‌تواند تصمیم‌گیری در مورد تاخیر یا تعلیق رویدادها را تعیین کند.

۷- فهرست آرزوها از ابزارهای آب و هوایی هوش مصنوعی

Google DeepMind، آزمایشگاه تحقیقاتی هوش مصنوعی گوگل، می‌گوید از هوش مصنوعی برای کمک به مبارزه با تغییرات آب و هوایی در تعدادی از زمینه‌ها استفاده می‌کند. این شامل ایجاد یک لیست کامل از مجموعه داده‌های خواسته‌ها است که راه‌حل‌های هوش مصنوعی جهانی را برای تغییرات آب و هوایی پیش می‌برد.

Google DeepMind یک سازمان غیرانتفاعی که توسط داوطلبانی از دانشگاه و صنعت راه‌اندازی شده‌ است و نقش فناوری یادگیری ماشین را در مقابله با تغییرات آب و هوایی کلیدی می‌داند. سایر ابزارهای هوش مصنوعی گوگل بر بهبود پیش‌بینی‌ آب و هوا و افزایش ارزش انرژی باد متمرکز است.

۸- تسریع کربن‌زدایی

هوش مصنوعی برای کمک به شرکت‌های صنایع فلزی و معدنی، نفت و گاز استفاده می‌شود تا فعالیت‌های خود را کربن‌زدایی کنند. Eugenie.ai، مستقر در کالیفرنیا ایالات متحده، یک پلتفرم ردیابی انتشار گازهای گلخانه‌ای ایجاد کرده است که تصاویر ماهواره‌ای را با داده‌های ماشین‌ها و فرآیندها ترکیب می‌کند. سپس هوش مصنوعی این داده‌ها را تجزیه و تحلیل می‌کند تا باعث شود شرکت‌ها انتشارات خود را ۲۰ تا ۳۰ درصد ردیابی و کاهش دهند. بخش‌های صنعتی حدود ۳۰ درصد از گازهای گلخانه‌ای را در جهان تولید می‌کند.

۹- جنگل‌کاری تپه‌ها با استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین

به گزارش رویترز، رایانه‌های مجهز به هوش مصنوعی در برزیل با هواپیماهای بدون سرنشین جفت می‌شوند تا تپه‌های اطراف شهر ساحلی ریودوژانیرو را جنگل‌سازی کنند. رایانه‌ها اهداف و تعداد دانه‌هایی را که باید رها شوند تعریف می‌کنند.

این ابتکار که در ژانویه ۲۰۲۴ راه اندازی شد، محصول مشترک شهرداری ریو و استارت‌آپ Morfo بود که هدف آن کاشت بذر در مناطق صعب‌العبور عنوان شد. به گفته دولت محلی، یک پهپاد منفرد می‌تواند ۱۸۰ کپسول بذر را در دقیقه پراکنده کند که این آمار ۱۰۰ برابر سریع‌تر از استفاده از دست انسان برای احیای جنگل‌های سنتی است.

پتانسیل هوش مصنوعی در آینده

هوش مصنوعی یکی از فناوری‌های نوظهور کلیدی است که در گزارش ۱۰ فناوری برتر سال ۲۰۲۳ مجمع جهانی اقتصاد بررسی شده است. این گزارش به طور خاص به هوش مصنوعی مولد در حوزه مقابله با تغییرات اقلیمی می‌پردازد. نوعی از هوش مصنوعی که محتوایی از جمله متن، تصاویر و برنامه نویسی رایانه ایجاد و ارائه می‌کند.

نویسندگان خاطرنشان کردند که فناوری‌های فهرست‌ شده در این گزارش، از جمله سوخت پایدار هوانوردی، می‌تواند برای مقابله با چالش‌های جهانی مانند بحران آب‌ و هوایی مورد استفاده قرار گیرد اما توسعه این روند نیازمند نوآوری‌های بیشتری است.