Khi trí tuệ nhân tạo (AI) góp sức giải quyết các vấn đề môi trường: Cơ hội và thách thức

1. AI - Trợ thủ đắc lực giải quyết vấn đề môi trường

Hiệu quả năng lượng

Các hệ thống AI sẽ trở thành “trợ thủ đắc lực” khi có khả năng kiểm soát và tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng. Đơn cử như “lưới điện thông minh” được trang bị AI có khả năng giám sát và quản lý việc phát điện giúp đáp ứng nhu cầu người dùng. Điều này vừa giúp giảm chi phí năng lượng lại vừa cho phép sử dụng năng lượng một cách hiệu quả, tiết kiệm.

Bên cạnh đó, AI cũng giúp tối ưu hóa lượng năng lượng được sử dụng bởi các hệ thống thương mại và công nghiệp lớn. Tập đoàn công nghệ Google có thể là một minh chứng mẫu mực cho điều này khi gã khổng lồ này đã sử dụng AI để cắt giảm 40% lượng năng lượng dùng để làm mát các trung tâm dữ liệu của mình.

Cải thiện cơ sở hạ tầng đô thị

Việc vận dụng AI vào hệ thống quản lý chất thải sẽ giúp tăng tỷ lệ tái chế. Tại vương quốc Anh, công ty tái chế tái chế Recycleye sử dụng AI để xác định các vật liệu cần phân loại, giảm tỷ lệ ô nhiễm và tăng khối lượng tái chế - từ đó giảm áp lực lên các bãi chôn lấp.

Mô hình “thành phố thông minh” được trang bị AI giảm thiểu tắc nghẽn và làm hệ thống giao thông công cộng hoạt động trơn tru hơn. Từ đó, lượng khí thải từ các phương tiện cũng sẽ được hạn chế hơn. Với khả năng thu thập và xử lý lượng lớn thông tin và dữ liệu, AI có thể giúp sức trong việc phân tích dữ liệu thời tiết và ô nhiễm không khí từ các cảm biến vệ tinh. AI sẽ xác định nguồn gây ô nhiễm, dự báo chất lượng không khí và phát hành cảnh báo sức khỏe.

Phát triển nông nghiệp bền vững

Lĩnh vực nông nghiệp cũng đang chứng kiến sự phát triển như vũ bão của AI khi gia nhập vào mọi ngóc ngách từ máy móc thông minh, robot đến cảm biến được trang bị AI. Chúng có thể hỗ trợ giám sát theo thời gian thực về thời tiết, điều kiện đất và nhu cầu của cây trồng, giúp tối ưu hóa việc sử dụng nước và đảm bảo nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng được đáp ứng.

Công nghệ này cũng có thể nhận diện sâu bệnh, giảm nhu cầu sử dụng thuốc trừ sâu hóa học trên cây trồng, từ đó tiết kiệm chi phí sản xuất và mang đến những nguồn thực phẩm lành mạnh, giàu dinh dưỡng hơn. Khi biến đổi khí hậu trở nên trầm trọng hơn, AI được hy vọng sẽ giúp nông dân tránh được “mất mùa, đói kém” và phát triển một nền nông nghiệp bền vững hơn.

Giám sát môi trường hiệu quả

Biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng đặt ra nhiều khó khăn trong việc cảnh báo thiên tai cho con người. Tuy nhiên, các hệ thống AI đang ngày càng phát triển để giúp các nhà chức trách và chuyên gia dễ dàng thực hiện điều đó. Qua việc theo dõi sự thay đổi của môi trường, AI đưa ra dự báo lũ lụt, cháy rừng, bão, động đất một cách chính xác và nhanh chóng. Những hậu quả do thiên tai gây ra cũng từ đó mà được giảm thiểu bởi con người đã được cảnh báo sớm để phòng tránh.

Khả năng đo lường các chỉ số môi trường của AI cũng rất đáng kinh ngạc khi trí tuệ nhân tạo đo lường sự thay đổi của các tảng băng trôi nhanh hơn con người 10.000 lần. Hay, tổ chức bảo vệ môi trường The Nature Conservancy đã ứng dụng AI để giảm thiểu tác động môi trường của các thủy điện trên khắp khu vực Amazon.

2. AI - Lo ngại “hút cạn” tài nguyên thiên nhiên

Tiêu tốn năng lượng khổng lồ

Khi yêu cầu AI giải quyết một vấn đề, điều này đồng nghĩa với việc chúng sẽ tiêu thụ một lượng lớn năng lượng để xử lý vấn đề. Theo một ước tính, các mô hình AI tiên tiến như ChatGPT được cho là sử dụng năng lượng gấp mười lần so với một lần tìm kiếm thông thường trên Google. 

Trong đó, chỉ một phần nhỏ nhu cầu năng lượng này được đáp ứng bằng các nguồn năng lượng tái tạo. Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) dự báo rằng tiêu thụ điện từ các trung tâm dữ liệu, AI và lĩnh vực tiền điện tử có thể tăng gấp đôi trong bốn năm tới, từ 460 terawatt-giờ vào năm 2022 lên hơn 1.000 terawatt-giờ vào năm 2026. Trong khi đó, tổng sản lượng điện mà người dân trên toàn nước Úc tiêu thụ vào năm 2022 cũng chỉ khoảng 273 terawatt-giờ. Điều đó cho thấy lượng điện năng tiêu thụ bởi AI là một con số khổng lồ.

Theo Cơ quan Năng lượng quốc tế, có hơn 8.000 trung tâm dữ liệu trên thế giới. Việc tiêu thụ năng lượng của các trung tâm dữ liệu dự báo sẽ tăng gấp đôi vào năm 2026 so với năm 2022.

Lý giải về việc tiêu tốn năng lượng lớn của AI, các chuyên gia cho rằng, các mô hình máy tính ban đầu đều phải được “training” (đào tạo), , tức là được cung cấp một tập dữ liệu lớn. Quá trình này có thể diễn ra tương đối nhanh nhưng cũng có lúc kéo dài đến vài tháng. Trong toàn bộ quá trình này, các bộ xử lý dữ liệu lớn hoạt động liên tục 24/7.

Lượng nước tiêu thụ không hề nhỏ

Không chỉ tiêu tốn năng lượng mà nhu cầu sử dụng nước của AI cũng chẳng phải dạng vừa. Lý do là bởi các trung tâm dữ liệu chứa các máy chủ AI mạnh mẽ sinh ra rất nhiều nhiệt, và nước được sử dụng để làm mát nhằm giữ cho các máy chủ ở nhiệt độ hoạt động an toàn. Cụ thể, chỉ riêng quá trình đào tạo mô hình GPT-3, công ty Microsoft có thể đã tiêu thụ một lượng nước đáng kinh ngạc là 700.000 lít nước sạch. Theo mô hình quy đổi, lượng nước này đủ để phục vụ việc sản xuất 370 chiếc ôtô BMW hoặc 320 chiếc xe điện Tesla.

Trong một nghiên cứu mang tên “Making AI less Thirsty” (tạm dịch: Khiến cho AI bớt khát nước hơn”) của nhóm các nhà khoa học tới từ Đại học Colorado Riverside và Đại học Texas Arlington của Mỹ, được đăng tải trên chuyên trang khoa học arXiv. Nghiên cứu ước tính rằng 500 ml nước sạch sẽ bị tiêu tốn bởi trung tâm dữ liệu, cho mỗi cuộc trò chuyện gồm từ 20 tới 50 câu hỏi giao tiếp giữa ChatGPT với người dùng.

Chat GPT không phải là cái tên duy nhất, danh sách những “kẻ hút cạn tài nguyên nước” còn gọi tên cả Google. Theo chia sẻ của ông Sebastian Lehuede tại Khoa Đạo đức, AI và Xã hội của trường King's College London: "Người ta đã giật mình khi phát hiện ra rằng, trung tâm dữ liệu của Google sẽ ngốn 168 lít nước mỗi giây ngay tại một nơi đang đối mặt với hạn hán". Đó cũng là lý do việc cấp giấy phép hoạt động cho trung tâm dữ liệu của Google tại Santiago, Chile đã bị treo cho đến khi nào Google điều chỉnh kế hoạch làm mát các máy chủ. Một kế hoạch xây dựng trung tâm dữ liệu khác của Google ở Uruguay cũng đang vấp phải sự phản đối mạnh mẽ bởi tiêu tốn quá nhiều nước.

Bài toán về ứng dụng AI hiệu quả và kiểm soát tác động của AI đến môi trường

Sự phát triển mạnh mẽ của AI đã mở ra một kỷ nguyên mới - nơi Trái Đất sẽ được “cứu” bởi những công nghệ thông minh và tân tiến. Nhưng thực tế đang chứng minh, bản thân AI cũng đang trở thành một mối đe dọa của môi trường với khả năng tiêu tốn năng lượng khổng lồ. Đã đến lúc, con người cần tính toán đến việc kiểm soát tác động của AI đến môi trường.

Tại Liên minh châu Âu, một Đạo luật AI đã được đề ra với những yêu cầu khắt khe đối với các "hệ thống AI có rủi ro cao". Theo đó, các hệ thống này phải được thiết kế với khả năng ghi lại, đo lường mức tiêu thụ năng lượng và tác động của nó đối với môi trường trong suốt vòng đời của hệ thống.

Không chỉ có sự tham gia của các chính phủ, các công ty công nghệ cũng cần thể hiện trách nhiệm của mình trong việc kiểm soát tác động AI lên môi trường. Những “đế chế” công nghệ này cũng cần có giải pháp lâu dài cho các vấn đề môi trường. Đơn cử, gã khổng lồ công nghệ Microsoft đã đặt ra mục tiêu tham vọng là âm Carbon vào năm 2030. Để hiện thực hóa mục tiêu này, Microsoft đã mua 95.000 tấn tín chỉ thu hồi Carbon, bằng cách sử dụng than sinh học từ chất thải rừng, chôn sâu dưới lòng đất để thu giữ Carbon. Đây là hành động rất đáng để học hỏi nhưng nếu so với những gì AI đang tiêu tốn tài nguyên môi trường, đó vẫn chỉ là một con số vô cùng nhỏ bé. Để bảo vệ môi trường, thế giới cần nhiều hơn những hành động như thế.

>>> Đọc thêm: Báo cáo môi trường của Google né tránh tiết lộ chi phí năng lượng thực tế của AI: Lý do là gì?

Lời kết:

Vai trò của AI trong bảo vệ môi trường là không thể phủ nhận. Tuy nhiên, những ảnh hưởng tiêu cực của chúng cũng là “con dao hai lưỡi” khiến nhiều người phải dè chừng. Ứng dụng AI hiệu quả nhưng cũng cần kiểm soát ảnh hưởng của AI một cách thông minh chính là mục tiêu cần hướng đến để AI thực sự phát huy khả năng giải quyết vấn đề môi trường của mình.