AI in zrak, ki smo ga dihali

Umetna inteligenca (AI) ima priložnost spremeniti okoljska prizadevanja proti onesnaževanju zraka. Njegove edinstvene aplikacije ga ločujejo od druge trenutne tehnologije, zaradi česar je idealna izbira kljub nekaterim oviram pri implementaciji.

Kako onesnažen zrak vpliva na nas?

Onesnaženost zraka je pomemben problem, saj negativno vpliva na okolje in zdravje. Veliko ljudi živi na območjih s stalnimi težavami s kakovostjo. Julija 2023 je Agencija ZDA za varstvo okolja ugotovila 15 okrožij presega varne ravni onesnaževal, ki prizadene skoraj 21 milijonov ljudi.

Vendar lahko onesnaževala prizadenejo več ljudi, kot kaže večina javnih številk. Leta 2023 je Svet za obrambo naravnih virov analiziral podatke EPA in ugotovil dodatnih 8 milijonov Američanov vdihavati nevarne ravni onesnaženosti zraka samo s sajami.

Zakaj potrebujemo novo rešitev?

Večina ljudi vdihava onesnaževala in kontaminante, ne da bi se tega sploh zavedali. Pravzaprav, 90% svetovnega prebivalstva diha zrak, katerega raven onesnaženosti presega smernice Svetovne zdravstvene organizacije. Ta statistika je zaskrbljujoča, saj ima lahko celo kratkotrajna izpostavljenost trajne škodljive učinke na zdravje.

Medtem ko se je mogoče izogniti vidnim onesnaževalom, kot sta smog ali saje, je večina – na primer ogljikov dioksid ali dušikov oksid – nevidna človeškemu očesu. Ljudje potrebujejo tehnološko pomoč za odkrivanje, merjenje in obvladovanje te težave za izboljšanje svojega zdravja.

Trenutna tehnologija preprosto ne more delovati tako, kot svet potrebuje. Na primer, vladni urad za odgovornost ZDA je odkril, da državni sistem spremljanja kakovosti zraka ni standarden. To ne zagotavlja dovolj ustreznih podatkov za učinkovito uporabo raziskovalcev ali javnosti.

Večina ljudi želi dolgoročno tehnološko rešitev, ki bi lahko zbirala, shranjevala in ukrepala na podlagi posodobljenih podatkov o onesnaženosti zraka. Običajno bi bile takšne naprave drage in zahtevne za namestitev. Vendar lahko umetna inteligenca obravnava te potrebe in nima enakih omejitev.

Ali lahko umetna inteligenca pomaga znebiti se onesnaženega zraka?

AI lahko pomaga ljudem po vsem svetu, da se znebijo onesnaženega zraka. Ti modeli uspevajo na podlagi podatkov in inteligentne analize, ključnih dejavnikov pri obravnavi tako razširjenega problema. Tudi to ni samo potencialna rešitev – raziskovalci in inženirji po vsem svetu so ločeno razvili modele kot dokaz koncepta. 

Na primer, inženirji z univerze Cornell so razvili AI zmožen natančnega merjenja PM2.5 — drobni delci onesnaženja, manjši od širine človeškega lasu — v mestnih območjih. Medtem ko je bila prejšnja tehnologija težka, okorna in zapletena, je ta model preprost in dostopen.

Kako lahko umetna inteligenca zmanjša onesnaženost zraka?

Umetna inteligenca lahko zazna, meri in upravlja ravni onesnaževal za zmanjšanje onesnaženosti zraka. Poleg tega lahko pomaga pri raziskavah in vzdrževanju za podporo trenutni tehnologiji.

AI lahko natančno prepoznati vire onesnaženosti zraka, kar omogoča vladnim okoljskim agencijam, da se hitro odzovejo z zadrževalnimi ukrepi. Ker se lahko ta tehnologija dosledno prilagaja novim informacijam in se hitro uči, se lahko odzove na manjše spremembe v realnem času. 

Pristojne strani lahko opozori, če se onesnaževala nenadoma povečajo ali se nenehno pojavljajo na določenih območjih. Na primer, recimo, da majhno mesto v bližini proizvodnega obrata redno presega varne ravni kakovosti zraka kljub pomanjkanju avtocest ali velikemu številu prebivalstva. Ko bo umetna inteligenca usmerjala uradnike v tovarno kot najverjetnejšega krivca, bodo lahko izvajali politike onesnaževanja zraka za zaščito zdravja lokalnega prebivalstva.

• Merjenje

Ker so ravni onesnaženosti zraka na splošno dosledne, razen če pride do izjemnega dogodka, se lahko umetna inteligenca enostavno uri na zgodovinskih in trenutnih statističnih podatkih za napovedovanje prihodnjih sprememb. Hitro lahko interpretira ogromne nize podatkov, da pride do natančnih zaključkov. 

Posodobitve meritev onesnaževal v realnem času bi bile koristne za javno varnost. S tem pristopom bi uradniki lahko opozorili določene populacije na bližajoče se padce kakovosti zraka in tako izboljšali njihovo zdravje. Poleg tega jim daje več časa za ukrepanje za boljšo zaščito okolja.

• upravljanje

Večina raziskovalcev pri obvladovanju onesnaženosti zraka z umetno inteligenco uporablja globoke nevronske mreže. Ni presenetljivo, glede na to, da imajo najvišjo stopnjo uspešnosti iz katere koli druge podmnožice. Ker delujejo kot človeški možgani, lahko prepoznajo in prednostno razvrstijo rešitve za zmanjšanje ravni onesnaževal.

Ker sistemi za spremljanje kakovosti zraka pogosto ne uspejo zbrati dovolj informacij, morajo ljudje pogosto opraviti lastne raziskave, da izdelajo model. Posledično to morda ne bo vplivalo na njegovo splošno natančnost. Kot odgovor lahko raziskovalci uporabijo AI za ustvarjanje sintetičnih podatkov. 

AI lahko ustvari natančne umetne nize podatkov prilagojene njihovim potrebam. Namesto da bi se zanašali na javno dostopne informacije, lahko svoj algoritem hitro usposobijo za resnične statistike, da dobijo natančen splošni pregled.  

• vzdrževanje

Inženirji, ki delajo na sistemih za spremljanje kakovosti zraka, lahko za vzdrževanje uporabljajo AI. Čeprav ta metoda ne obravnava neposredno celotne težave, še vedno prispeva k rešitvi. Izkoriščanje napovedne analitike, a model strojnega učenja lahko natančno projicira ko bo oprema potrebovala servis. Ker so v bistvu enote za zbiranje podatkov, ima ta pristop krožne koristi. 

Ali obstajajo ovire za uvedbo umetne inteligence?

Umetna inteligenca se sooča z nekaterimi pomembnimi ovirami pri izvajanju, predvsem zaradi izolacije podatkov. Okoljske ustanove pogosto opravljajo svoje raziskave neodvisno, kar pomeni, da ne delijo ugotovitev ali statističnih podatkov. Posledica te prakse so podatkovni silosi, kjer so dragocene informacije v majhnih, nedostopnih žepih. 

Umetna inteligenca bi lahko natančno napovedala ravni kakovosti zraka z že obstoječimi zgodovinskimi, lokacijskimi, prometnimi in vremenskimi statistikami. Vendar je težava v tem, da trenutno vse stoji v silosih. Ta pojav izolacije informacij bi lahko zavrel napredek, saj so modeli učinkoviti le, če imajo kakovostne nize podatkov, na katerih se lahko urijo.

Ali je uporaba umetne inteligence za zmanjšanje onesnaženosti zraka tvegana?

Čeprav je umetna inteligenca idealna rešitev za onesnaževanje zraka, ima nekaj tveganj. Lahko se usposablja na netočnih podatkih, kar vpliva na njegovo delovanje. Raziskovalci tudi pogosto ne morejo slediti njegovi logiki za diagnosticiranje operativnih težav.

Težava črne skrinjice, s katero se AI pogosto sooča neverjetno opazen z globokimi nevronskimi mrežami — ena najpogostejših podskupin, ki jih ljudje uporabljajo za boj proti onesnaževanju zraka. Ker je skoraj nemogoče izslediti logiko takih modelov, raziskovalci in inženirji tvegajo netočno delovanje. 

Kaj se zgodi, če so podatki o usposabljanju napačni v izračunih ali v osnovi pristranski? Problem črne skrinjice poveča možnost, da bodo takšne stvari ostale skrite. Poleg tega otežuje rutinsko in nenačrtovano vzdrževanje, saj je težko ugotoviti, od kod izvirajo težave.

Zakaj uporabljati AI namesto druge tehnologije?

Kljub svojim pomanjkljivostim je AI še vedno idealna izbira pred drugo sodobno tehnologijo. Na primer, široko razširjen postopek namestitve naprav interneta stvari (IoT) bi trajal več let, bil bi neverjetno drag in verjetno škodoval okolju. Poleg tega niso niti približno tako učinkoviti.

Čeprav so IoT senzorji stroškovno učinkoviti, njihova natančnost redno pada zaradi vremenskih motenj, težav z vezjem in mešanja onesnaževal. Umetna inteligenca lahko še naprej učinkovito deluje v slabem vremenu in prepozna manjše spremembe, če je močna ali dovolj usposobljena. 

Ali ima AI potencial na tem področju?

Čeprav obstaja več ovir za obsežno uporabo umetne inteligence pri spremljanju kakovosti zraka, bi lahko bila še vedno revolucionarna za to področje. Njegove napovedne in analitične zmogljivosti so edinstvene, zaradi česar je ena od edinih uporabnih tehnologij. Poleg tega je zaradi enostavne uporabe in praktičnosti dostopen, kar je bistveno, ko je večina truda izolirana. 

Morda ni popolna rešitev, vendar je med najboljšimi, kar obstaja. Posodobitev opreme bo koristila le raziskovalcem in širši populaciji, zato bo njena integracija morda celo nujna. Konec koncev, 99% ljudi po vsem svetu dihajte zrak z določeno stopnjo nevarnih onesnaževal — hitra rešitev je ključnega pomena.

Dihajte bolje z AI

Ker je onesnaževanje zraka tako pomembna in razširjena težava, potrebuje močno rešitev. AI je idealna izbira v tem scenariju, saj lahko deluje neodvisno in z veliko natančnostjo. Navsezadnje bi lahko njegova obsežna uporaba koristila celemu svetu. 

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• PlatoESG. Avtomobili/EV, Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
• PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
• ChartPrime. Izboljšajte svojo igro trgovanja s ChartPrime. Dostopite tukaj.
• BlockOffsets. Posodobitev okoljskega offset lastništva. Dostopite tukaj.
• vir: https://www.aiiottalk.com/ai-and-the-air-we-breathed/