كيف يقود الذكاء الاصطناعي كفاءة الطاقة ومواجهة تغير المناخ؟

يعد استخدامات التقنيات الحديثة والذكاء الاصطناعي وسيلة فعالة في العديد من المجالات وبصفة خاصة في مجال توفير كفاءة الطاقة،

كما ينظر إليها كأداة استراتيجية لمكافحة تغير المناخ.

وتؤكد دراسة حديثة تحمل عنوان "إعادة التفكير في المخاوف بشأن استخدام الذكاء الاصطناعي للطاقة" على إمكانات الذكاء الاصطناعي والحوسبة المتسارعة لتوفير كفاءة الطاقة ومكافحة تغير المناخ.

وتقدم الدراسة التي نشرتها منصة NVIDIA"" العلمية المتخصصة في مجال الذكاء الاصطناعي والتوائم الرقمية فحصًا مدروسًا جيدًا حول كيف يمكن للذكاء الاصطناعي - وهو ما يفعله بالفعل في كثير من الحالات –لعب دور كبير في تلبية هذه الاحتياجات الحيوية.

• انفجار القمح.. وباء خفي يهدد سلة غذاء العالم
• درع البقاء.. أنظمة صحية قوية وصمود في مواجهة المناخ

ويدعو خبراء والمناخ والمراكز البحثية المتخصصة ومنها مؤسسة تكنولوجيا المعلومات والابتكار (ITIF)، وهي مؤسسة بحثية مقرها واشنطن تركز على سياسة العلوم والتكنولوجيا، الحكومات إلى تسريع اعتماد الذكاء الاصطناعي كأداة جديدة مهمة لتعزيز كفاءة استخدام الطاقة في العديد من الدول.

الذكاء الاصطناعي وتوفير كفاءة الطاقة

يمكن أن يساعد الذكاء الاصطناعي بشكل كبير في "خفض انبعاثات الكربون، ودعم تقنيات الطاقة النظيفة، ومعالجة تغير المناخ"، عبر عديد من الطرق التي يساعد بها التعلم الآلي بالفعل الكثير من القطاعات على تقليل تأثيرها على البيئة.

فعلى سبيل المثال، يستخدم المزارعون الذكاء الاصطناعي لتقليل استخدامهم للأسمدة والمياه، كما تعتمده المرافق لجعل الشبكة الكهربائية أكثر كفاءة.

وتستخدم أيضا العمليات اللوجستية الذكاء الاصطناعي لتحسين طرق التسليم، مما يقلل من استهلاك الوقود لأساطيلها، وتقوم المصانع بنشره لتقليل النفايات وزيادة كفاءة الطاقة.

وبهذه الطرق والعديد من الطرق الأخرى، ترى الدراسة أن الذكاء الاصطناعي يعزز كفاءة استخدام الطاقة.

ويكون على صناع السياسات في مجال البيئة والمناخ "التأكد من أن الذكاء الاصطناعي جزء من الحل، وليس جزءا من المشكلة، عندما يتعلق الأمر بالبيئة".

ويوصي باعتماد الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع عبر الوكالات الحكومية "لمساعدة القطاع العام على تقليل انبعاثات الكربون من خلال خدمات رقمية أكثر كفاءة، ومدن ومباني ذكية، وأنظمة نقل ذكية، وغيرها من الكفاءات التي تدعم الذكاء الاصطناعي".

مراجعة البيانات على الذكاء الاصطناعي

يرى صاحب الدراسة الباحث دانييل كاسترو الذي يقود مركز "ITIF" لابتكار البيانات، في التوقعات الحالية حول الذكاء الاصطناعي تكرارًا للتوقعات المبالغ فيها التي ظهرت خلال ظهور الإنترنت قبل أكثر من عقدين من الزمن.

ويقول كاسترو، "إن الناس يستنتجون من الدراسات المبكرة، لكنهم لا يأخذون في الاعتبار جميع المتغيرات المهمة بما في ذلك التحسينات التي تراها مع مرور الوقت في الرقمنة مثل كفاءة الطاقة".

ويحذر من أن " الخطر يكمن في أن يغفل صناع السياسات الصورة الكبيرة ويعوقون الاستخدامات المفيدة للذكاء الاصطناعي التي لها آثار إيجابية، خاصة في المجالات الخاضعة للتنظيم مثل الرعاية الصحية".

وعلى سبيل المثال، لدى العالم سجلات صحية إلكترونية منذ الثمانينيات، لكن الأمر تطلب استثمارات حكومية مركزة لنشرها، في حين يوفر الذكاء الاصطناعي الآن فرصًا كبيرة لإزالة الكربون عبر الحكومة والاقتصاد.

وتلعب مراكز البيانات بمختلف أحجامها دورًا في زيادة كفاءتها في استخدام الطاقة إلى الحد الأقصى باستخدام الذكاء الاصطناعي والحوسبة المتسارعة.

الطقس وتطبيقات اخرى

أحد نماذج التنبؤ بالطقس القائم على الذكاء الاصطناعي الذي ابتكرته NVIDIA"" أسرع بحوالي 45000 مرة ويستهلك طاقة أقل بمقدار 12000 مرة لإنتاج توقعات مقارنة بالتقنيات الحالية.

ويقول بيورن ستيفنز، مدير معهد "ماكس بلانك" للأرصاد الجوية، في مدونة، إن ذلك يعد بتعزيز كفاءة أجهزة الكمبيوتر العملاقة في جميع أنحاء العالم، والتي تعمل بشكل مستمر لتوفير توقعات إقليمية.

وبشكل عام، يمكن لمراكز البيانات توفير 19 تيراواط ساعة من الكهرباء سنويًا إذا تم تشغيل جميع عمليات الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء والشبكات على مسرعات "GPU" و"DPU" بدلاً من وحدات المعالجة المركزية،وهذا يعادل استهلاك الطاقة لـ 2.9 مليون سيارة ركاب يتم قيادتها لمدة عام.

وفي العام الماضي، قامت المنشأة الرائدة للعلوم المفتوحة التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية بتوثيق التقدم الذي أحرزته في مجال الحوسبة المتسارعة.

وباستخدام وحدات معالجة الرسومات "NVIDIA A100 Tensor Core"، تحسنت كفاءة الطاقة بمقدار 5 أضعاف في المتوسط عبر أربعة تطبيقات علمية رئيسية في الاختبارات التي أجريت في مركز الحوسبة العلمية لأبحاث الطاقة الوطنية. سجل تطبيق للتنبؤ بالطقس مكاسب تقارب 10x.

الذكاء الاصطناعي وعلوم المناخ

يؤدي الجمع بين الحوسبة المتسارعة والذكاء الاصطناعي إلى إنشاء أدوات علمية جديدة للمساعدة في فهم تغير المناخ ومكافحته.

وفي عام 2021 تم الإعلان عن مبادرة لبناء توأم رقمي للأرض على كمبيوتر عملاق قادر على محاكاة المناخ على نطاق عالمي. إنها من بين حفنة من الجهود الطموحة المماثلة حول العالم.

وأطلق مشروع "Destination Earth"، وهو مشروع أوروبي لإنشاء توائم رقمية للكوكب، يستخدم الحوسبة المتسارعة والذكاء الاصطناعي و"التعاون على نطاق غير مسبوق"، بحسب رئيس المشروع، بيتر باور، وهو خبير مخضرم لديه أكثر من 20 عامًا في أعلى مركز للتنبؤ بالطقس في أوروبا.

ويتفق الخبراء في قطاع المرافق على أن الذكاء الاصطناعي هو المفتاح لتعزيز الاستدامة.

ويرى جيريمي رينشو، أحد كبار مديري البرامج في معهد أبحاث الطاقة الكهربائية، وهي منظمة مستقلة غير ربحية تتعاون مع أكثر من 450 شركة في 45 دولة، أن " الذكاء الاصطناعي سيلعب دورًا حاسمًا في الحفاظ على استقرار الشبكة الكهربائية التي أصبحت أكثر تعقيدًا بشكل كبير مع وجود أعداد كبيرة من مصادر التوليد ذات القدرة المنخفضة والمتغيرة مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية، وتدفق الطاقة في الاتجاهين داخل وخارج المنازل".