W ostatnich miesiącach jednym z głównych tematów publicznej debaty na całym świecie jest tzw. Sztuczna Inteligencja. Wiele uwagi poświęca się kwestiom możliwych zagrożeń, ale także licznych korzyści. Technologia ta daje wiele możliwości, a jej potencjał w usprawnianiu naszego codziennego życia nie został jeszcze w pełni odkryty. Wiele osób z pewnością zastanawia się np. nad tym, czy można wykorzystać Sztuczną Inteligencję do ochrony środowiska. Postanowiliśmy przyjrzeć się bliżej temu interesującemu zagadnieniu. W poniższym artykule wyjaśniamy, czym są modele uczenia automatycznego i jak zrobić z nich użytek w szeroko rozumianej ekologii.
Czym jest Sztuczna Inteligencja?
Zacznijmy od tego, czym w ogóle jest Sztuczna Inteligencja (SI lub AI od angielskiego artificial intelligence). Pojęcie zostało użyte po raz pierwszy przez amerykańskie informatyka Johna McCarthy’ego już w 1956 roku. Termin szybko przeniknął do literatury i kina science fiction, gdzie utrwalono jego potoczne rozumienie, jako hipotetycznych inteligentnych, samoświadomych maszyn, które są w stanie podejmować samodzielne decyzje. W praktyce chodziło jednak o tworzenie programów komputerowych zdolnych do wykonywania określonych zadań, wymagających dotąd ludzkiej inteligencji. SI obejmuje różnorodne techniki i metody, które pozwalają maszynom analizować dane, rozpoznawać wzorce, przetwarzać język naturalny oraz podejmować decyzje w oparciu o zgromadzone informacje. To obszar nauki, który ciągle ewoluuje i rozwija się, obejmując takie dziedziny jak uczenie maszynowe, głębokie sieci neuronowe, przetwarzanie obrazów i dźwięków, robotyka oraz wiele, wiele innych. Już dziś technologia ta znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach, takich jak medycyna, przemysł, finanse, edukacja czy rolnictwo, przyczyniając się do tworzenia coraz bardziej zaawansowanych systemów i technologii.
Natomiast wspomniana idea samodzielnego podejmowania decyzji przez Sztuczną Inteligencję stanowi obszar intensywnych debat i badań. Obecnie wiele systemów opartych na AI może podejmować decyzje w oparciu o wyuczone wzorce oraz analizę danych. Uczenie maszynowe pozwala na trenowanie algorytmów na ogromnych ilościach informacji, co umożliwia im podejmowanie „decyzji” na podstawie wcześniejszych doświadczeń. Istnieje jednak wyraźna różnica między tym, co ludzie nazywają „decydowaniem” a tym, co SI rzeczywiście robi. Sztuczna Inteligencja operuje na podstawie matematycznych modeli i statystyk, nie posiadając świadomości czy intencji tak jak ludzie. Dlatego, chociaż może wydawać się, że AI podejmuje decyzje, w rzeczywistości to programiści i naukowcy opracowują algorytmy oraz dostarczają dane, na których opiera się działanie takich systemów. Na ten moment nie grożą nam zatem apokaliptyczne wizje kreowane przez pisarzy oraz scenarzystów filmowych. Zyskaliśmy za to potężne narzędzie, które możemy wykorzystać do rozwiązania rzeczywistych problemów ludzkości, np. w kwestii kryzysu klimatycznego czy postępującej degradacji środowiska naturalnego.
Jak wykorzystać Sztuczną Inteligencję w ochronie przyrody?
Obecnie trwają już prace nad możliwościami wykorzystania SI do poprawy ekosystemu naszego globu. Sztuczna Inteligencja zdobywa coraz większe uznanie jako narzędzie wspierające wysiłki w zakresie ochrony środowiska. Jej zdolność do analizy ogromnych ilości danych, identyfikacji wzorców oraz prognozowania wyników ma ogromny potencjał w zrozumieniu i rozwiązywaniu problemów związanych z degradacją środowiska naturalnego. Poprzez optymalizację procesów, monitorowanie emisji, przewidywanie zmian klimatycznych i inne zastosowania, technologia może wspomagać naukowców, decydentów czy organizacje w podejmowaniu bardziej zrównoważonych, ekologicznych decyzji.
Przykładem praktycznego wykorzystania Sztucznej Inteligencji w ochronie środowiska jest wspólna inicjatywa Fundacji WWF Polska, Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu oraz firmy deepsense.ai, „Najcenniejsze rzeki i potoki w Polsce”. W ramach tego projektu powstał innowacyjny system rozpoznawania starorzeczy oparty na AI.To pierwsza próba zidentyfikowania wszystkich starorzeczy w Polsce dzięki zaawansowanej metody automatycznego rozpoznawania starorzeczy na podstawie danych o ich kształcie i położeniu. Te płytkie zbiorniki wodne są ważnym elementem ekosystemu rzecznego, a identyfikacja ich za pomocą Sztucznej Inteligencji pozwala na przyspieszenie prac nad ich ochroną. Współpraca ta podkreśla potencjał SI w skróceniu czasu i zwiększeniu efektywności działań związanych z ochroną środowiska naturalnego.
Podobne systemy, jak opisany wyżej projekt, znajdują zastosowanie w rozwiązywaniu największych globalnych problemów związanych ze środowiskiem, takich jak nadmierna emisja gazów cieplarnianych, kurczące się zasoby naturalne, rosnąca liczba odpadów czy efekty braku zrównoważonego rolnictwa. Każdemu z tych zagadnień warto przyjrzeć się nieco bliżej.
Jak technologia AI pomaga w ograniczeniu emisji gazów cieplarnianych?
Wzrost emisji gazów cieplarnianych stanowi poważne zagrożenie dla naszego środowiska, przyczyniając się do zmian klimatycznych i globalnego ocieplenia. Gazy, takie jak dwutlenek węgla (CO2), metan (CH4) czy podtlenek azotu (N2O), zatrzymują ciepło w atmosferze, powodując stopniowy wzrost temperatury na Ziemi. Skutki tego procesu to m.in. topnienie lodowców, podnoszenie poziomu mórz oraz występowanie ekstremalnych zjawisk atmosferycznych. Sztuczna Inteligencja może odegrać istotną rolę w monitorowaniu oraz optymalizacji procesów produkcyjnych, które są głównym źródłem emisji gazów cieplarnianych. Poprzez analizę ogromnych ilości danych, AI będzie identyfikować obszary, w których istnieje potencjał do zmniejszenia emisji. Dzięki prognozowaniu, analizie trendów i modelowaniu matematycznemu, podejmie decyzji mające na celu bardziej efektywną i ekologiczną produkcję. Wykorzystując dane dotyczące zużycia energii i innych czynników środowiskowych, firmy będą w stanie optymalizować procesy produkcyjne, co przełoży się na redukcję emisji gazów cieplarnianych.
Jak chronić zasoby naturalne z pomocą Sztucznej Inteligencji?
Także wyczerpywanie się zasobów naturalnych stanowi poważny problem współczesnego świata, wymagający skutecznych działań mających na celu ochronę naszego środowiska. Wraz z rozwojem ludzkości potrzeby w zakresie surowców naturalnych wzrastają, prowadząc do ich nadmiernego eksploatowania i wyczerpywania. To zjawisko ma nie tylko negatywny wpływ na nasze środowisko, ale również na stabilność ekosystemów oraz jakość życia ludzi. SI może odegrać znaczącą rolę w ochronie zasobów naturalnych poprzez monitorowanie i analizowanie danych środowiskowych, np. śledzenie aktywności połowowej lub wykrywanie nadużyć związanych z wydobyciem węgla czy innych nieodnawialnych surowców energetycznych. Dodatkowo, AI może pomagać w ochronie siedlisk przyrodniczych poprzez ciągłe monitorowanie ich stanu i identyfikację potencjalnych zagrożeń, takich jak degradacja lub niewłaściwe wykorzystanie.
Czy SI można zastosować do lepszego gospodarowania odpadami?
Kolejne poważne zagrożenie dla naszego środowiska, powodujące degradację ekosystemów, zanieczyszczenie gleby, wody i powietrza oraz negatywny wpływ na zdrowie ludzi, stanowi wzrastająca ilość odpadów. Także ten problem można rozwiązać poprzez wykorzystanie inteligentnych systemów opartych na Sztucznej Inteligencji. Poprzez analizę danych dotyczących produkcji, konsumpcji i recyklingu odpadów, AI może wskazywać obszary wymagające interwencji oraz optymalizować procesy związane z zarządzaniem odpadami. Technologia ta umożliwia precyzyjną analizę, skąd pochodzą odpady i w jaki sposób mogą być lepiej wyeliminowane lub przetworzone. Si może również przewidywać skutki produkcji odpadów, co umożliwia podejmowanie działań zapobiegawczych w celu minimalizacji ich negatywnego wpływu. Kolejny obszar, w którym tego typu systemy mogą mieć znaczenie to tworzenie strategii zarządzania odpadami Poprzez identyfikację skutecznych metod wesprą one podejmowanie decyzji, prowadzących do bardziej efektywnego, ekologicznego zarządzania odpadami. Ponadto możemy otrzymać wsparcie w tworzeniu efektywnych systemów recyklingu, identyfikując najlepsze praktyki i sposoby wykorzystania odpadów wtórnych.
Jak wykorzystać AI w rolnictwie?
Modele uczenia maszynowego znalazły zastosowanie także w rolnictwie, pomagając w prowadzeniu zrównoważonych upraw. Inteligentne urządzenia, wyposażone w specjalne czujniki do monitorowania, można podłączać do roślin, aby stale, w czasie rzeczywistym, śledzić takie parametry, jak nawodnienie, odżywienie roślin, czy choroby. To z kolei obniży konieczność użycia pestycydów, a tym samym doprowadzić do poprawy jakości produktów rolnych. Potencjał AI w rolnictwie nie kończy się jednak na roślinach. Istnieją także możliwości wykorzystania jej w hodowli zwierząt. Holenderscy naukowcy z Uniwersytetu w Groningen opracowali innowacyjny model komputerowy do przewidywania ryzyka problemów z wycieleniem u krów jeszcze przed ich inseminacją. Taka technologia, bazująca wyłącznie na danych o danej krowie, pozwala rolnikom unikać trudnych porodów, poprzez specjalne krycie zwierząt o podwyższonym ryzyku problemów z wycieleniem buhajami o wysokich walorach hodowlanych w zakresie łatwości wycieleń. Dzięki tym innowacjom, rolnicy mogą podejmować bardziej świadome decyzje i poprawić zdrowie swojego stada.
Czy Sztuczna Inteligencja odegra kluczową rolę w ochronie środowiska?
Sztuczna Inteligencja w ochronie środowiska to nie tylko abstrakcyjne pojęcie, ale także konkretne narzędzia, które mogą pomóc w rozwiązywaniu realnych problemów. Technologia ta, wykorzystując analizę danych, identyfikację wzorców i prognozowanie wyników, staje się kluczowym sprzymierzeńcem w walce o naszą planetę. Dzięki SI możemy monitorować emisje gazów cieplarnianych, chronić zasoby naturalne oraz lepiej gospodarować odpadami. Przykłady takich rozwiązań już istnieją, wskazując, że Sztuczna Inteligencja odegra kluczową rolę w ochronie środowiska, pomagając nam podejmować bardziej zrównoważone decyzje.
Autor: Paweł Pałasz
