Umetna inteligenca in njena povezava z električno energijo

31. 07. 2023

Umetna inteligenca je področje računalništva, ki se ukvarja z razvojem algoritmov in izdelavo sistemov, ki lahko samostojno sprejemajo odločitve ter se učijo iz podatkov, ne da bi jih morali ročno programirati. To pomeni, da se umetna inteligenca uporablja za avtomatizacijo in izboljšanje različnih procesov, od prepoznavanja obraza, govornih ukazov do samovozečih avtomobilov. Najdemo jo tudi v oglaševanju in personalizaciji spletnih trgovin. S pomočjo nevrolingvističnega programiranja računalniški programi celo razumejo preference uporabnikov in jim priporočajo izdelke, ki bi jih lahko zanimali.

Tipi umetne inteligence (po definiciji Evropske komisije):

• Programska oprema: virtualni asistenti, programska oprema za analizo slik, iskalniki, sistemi za prepoznavanje govora in obrazov.
• "Utelešena" umetna inteligenca: roboti, avtonomna vozila (samovozeči avtomobili), droni, internet stvari.

V medijih in družbi nasploh v jesensko-zimski sezoni 2022/23 zelo odmevata dva najnovejša programa umetne inteligence na trgu:

1. ChatGPT: s programom na posebni spletni strani vzpostavimo stik v obliki klepetalnika, v okence zapišemo vprašanje oziroma nalogo, dodamo lahko navodila za program in v hipu nam ChatGPT zapiše inteligentno rešitev. Osnovna različica je za zdaj za uporabnike brezplačna. 
2. Lensa AI: plačljiva aplikacija, na katero uporabniki naložijo 10 do 20 svojih slik, dobijo pa 50 umetniških selfijev, ki jih ustvari umetna inteligenca. Priljubljena je predvsem pri uporabnikih družbenih omrežij.

Umetna inteligenca (UI) za svoje delovanje zahteva veliko količino energije

Pojavlja se vprašanje, kako to lahko vpliva na okolje. Hkrati pa je uporaba UI pomembna tudi za upravljanje energije, saj lahko pomaga zmanjšati njeno porabo in izboljšati učinkovitost.

Veliko strokovnjakov meni, da bo umetna inteligenca v prihodnosti igrala podobno vlogo, kot jo ima danes elektrika. Tako kot elektrika danes omogoča delovanje številnih naprav, bo umetna inteligenca v prihodnosti omogočala delovanje in avtomatizacijo različnih procesov. Uporabljala se bo v vseh sferah življenja, pomagala pri razvoju novih tehnologij, reševanju družbenih problemov in splošni racionalizaciji na vseh področjih. 

Po podatkih iz leta 2022 naj bi računalniška oprema, ki poganja umetno inteligenco, porabila približno 1 % svetovne električne energije in hkrati poskrbela za podoben odstotek emisij. To je podobna količina energije in izpustov, ki jo porabi ves zračni promet. 

Nekaj podatkov iz pomembnejših mednarodnih raziskav:

1. Uporaba UI za zaznavanje obrazov v primerjavi s tradicionalnimi metodami: študija, ki so jo izvedli raziskovalci na univerzi v Stanfordu, je pokazala, da je poraba energije za zaznavanje obrazov z uporabo UI manjša za 20- do 30-krat v primerjavi s tradicionalnimi metodami.
2. Uporaba UI v samovozečih avtomobilih: po poročanju revije IEEE Spectrum poraba energije za procesiranje podatkov v samovozečih avtomobilih doseže od 2 do 4 kilovatne ure. 
3. Uporaba UI v računalniških centrih: študija, ki jo je izvedlo podjetje OpenAI, je pokazala, da je poraba energije za delovanje računalniškega centra s specializiranimi čipi za UI približno enaka kot poraba energije v povprečnem računalniškem centru s konvencionalnimi procesorji.
4. Lensa AI je v letu 2022 porabila približno 1,2 milijona kilovatnih ur energije za delovanje svojih sistemov. Pozor: aplikacija je veliko rast doživela šele decembra 2022.

Umetna inteligenca in upravljanje energije

Umetna inteligenca ima (lahko) pomembno vlogo pri upravljanju energije. Ena od glavnih prednosti uporabe umetne inteligence je njena sposobnost obdelave velikih količin podatkov in izvajanja zapletenih računalniških operacij, za kar seveda porabi kar nekaj energije. Na drugi strani pa uporaba umetne inteligence v energetski industriji lahko pomaga pri učinkovitejšem upravljanju proizvodnje energije, njeni distribuciji in nadzoru nad porabo. Umetna inteligenca lahko optimizira delovanje električnih omrežij in napoveduje potrebe po energiji, kar omogoča boljšo prilagoditev proizvodnje in distribucijo energije ter izboljša splošno energetsko učinkovitost.
Če pogledamo širše: avtomobilska industrija lahko uporablja umetno inteligenco za izboljšanje varnosti voznikov kot tudi za zmanjšanje škodljivih emisij in optimizacijo proizvodnih procesov, vse to pa vodi do manjšega ogljičnega odtisa.
Poleg tega lahko umetna inteligenca prispeva tudi k razvoju pametnih mest in zgradb, kjer lahko zaznava porabo energije in predlaga ukrepe za njeno zmanjšanje.
Hkrati pa je treba vzeti v zakup dejstvo, da je UI sposobna tudi »samozdravljenja«, kar pomeni, da vedno bolj optimizira tudi energijo, ki jo potrebuje za svoje delovanje. Napoved, kako se bo z leti povečevala poraba energije za delovanje UI in kakšna bo njena sposobnost optimizacije te za lastne potrebe, je sicer nekoliko nehvaležna, kljub temu pa lahko optimistično gledamo na dejstvo, da snovalci UI že razmišljajo o optimizaciji algoritmov in strojne opreme, prilagoditvi arhitekture, zmanjšani količini obdelanih podatkov, izvajanju več operacij hkrati, zmanjšani natančnosti, uporabi aktivnega spanja in podobno, s čimer se bo znatno zmanjšala poraba električne energije.

V prihodnosti lahko pričakujemo, da bo umetna inteligenca igrala še pomembnejšo vlogo pri zagotavljanju trajnostnega razvoja na različnih področjih. Za to trditev obstaja več razlogov:

1. Umetna inteligenca lahko prispeva k boljšemu upravljanju z naravnimi viri. Na primer, pomaga pri spremljanju okoljskih in podnebnih sprememb ter napovedovanju naravnih katastrof.
2. Umetna inteligenca pomaga pri razvoju učinkovitejših in trajnostnih industrijskih procesov (optimizacija proizvodnje).
3. Umetna inteligenca lahko pomaga pri izboljšanju javnih storitev in infrastrukture ter načrtovanju učinkovitejših in trajnostnih prometnih sistemov, kar lahko zmanjša onesnaževanje zraka in izboljša kakovost življenja prebivalcev.
4. Umetna inteligenca lahko pomaga pri spremljanju in upravljanju z zdravstvenimi podatki, napovedovanju izbruhov bolezni ter spremljanju epidemij, kar lahko pripomore k hitrejšemu odzivanju in preprečevanju širjenja bolezni.

Vse te dejavnosti so pomembne za trajnostni razvoj, hkrati pa lahko prispevajo k zmanjšanju vpliva človeka na okolje in izboljšanju kakovosti življenja ljudi. Zato lahko pričakujemo, da bo v prihodnosti umetna inteligenca še bolj pomembna za zagotavljanje trajnostnega razvoja na več področjih.

Mnenjski vodje o umetni inteligenci

V prvi polovici leta 2023 odmeva odprto pismo, ki ga je izdal Inštitut za prihodnost življenja in ga je podpisalo več kot 1000 ljudi, vključno z Elonom Muskom, Stevom Wozniakom (soustanoviteljem podjetja Apple skupaj s Stevom Jobsom) ter Yuvalom Noahom Hararijem (zgodovinar, znan po knjigi Kratka zgodovina človeštva). Pravijo, da bi morali neodvisni nadzorniki razviti varnostne protokole, ki bodo upoštevali prihodnost sistemov umetne inteligence, obenem pa bi moral cel svet za pol leta prekiniti dejavnosti, vezane na razvoj močnih modelov umetne inteligence.
Med velikimi misleci tehnološkega sveta je sicer v preteklosti vladalo navdušenje nad umetno inteligenco, saj (kot je razvidno iz zgornjih vrstic) omogoča (še) hitrejši tehnološki razvoj. 
Elon Musk, ustanovitelj in izvršni direktor podjetij Tesla ter SpaceX, je leta 2017 dejal: »Umetna inteligenca je lahko najboljši ali najslabši dogodek v zgodovini človeštva. Nismo prepričani, kateri bo.« Z njim se je do določene mere strinjal tudi veliki fizični teoretik in kozmolog Stephen Hawking: »Največja nevarnost, ki jo predstavlja umetna inteligenca, ni, da se bodo roboti začeli boriti proti ljudem, ampak da bomo izgubili nadzor nad tehnologijo, ki jo ustvarjamo.«
Oba seveda govorita o možnosti, da umetna inteligenca po levi prehiti miselne kapacitete človeštva. To je sicer le teorija, podoben strah se je pred desetletji pojavil tudi z izumom računalnika, danes pa brez njega ne gre. Dejstvo je, da UI predstavlja revolucijo, ki že tako vedno hitrejšemu tehnološkemu razvoju ponuja konkreten pospešek, kar pomeni, da se kot človeštvo podajamo v povsem neznane vode. Na splošno pa med velikimi imeni tehnološkega sektorja težko najdemo nasprotnike UI.
"Umetna inteligenca je nov električni tok našega časa." Fei-Fei Li, profesorica računalništva na Univerzi Stanford
"Umetna inteligenca nam omogoča, da naredimo več z manj. Omogoča nam, da razrešimo probleme, ki jih brez nje ne bi mogli." Andrew Ng, ustanovitelj in izvršni direktor podjetja Landing AI
"Umetna inteligenca je naslednja meja, ki jo moramo preseči, če želimo izboljšati naše življenje." Mark Zuckerberg, ustanovitelj in izvršni direktor podjetja Facebook

Odgovorna uporaba umetne inteligence

Kar 61 % Evropejcev ima pozitivno mnenje o umetni inteligenci in robotih, 88 % pa jih meni, da je s temi tehnologijami treba ravnati previdno (vir: Eurobarometer).

Sklenemo lahko, da ima umetna inteligenca ogromen potencial za človeštvo in lahko odigra ključno vlogo pri reševanju velikih družbenih izzivov. Vendar pa je pomembno, da se zavedamo, da UI ni popolna, zato moramo biti pri uporabi previdni in odgovorni. Za dosego najboljših rezultatov moramo zagotoviti, da je razvoj UI v koraku s človeško etiko in moralo, ki se skladata z vrednotami družbe, ki jo želimo graditi. Zakaj? Ker umetna inteligenca pravzaprav izkazuje človeške lastnosti, kot so kreativnost, mišljenje, učenje in celo načrtovanje. 

Nekaj dobrih primerov prakse, ki dokazujejo uporabnost ob upoštevanju etičnih in moralnih standardov, je v uporabi že danes, a se večina tega sploh ne zaveda. Najbolj razširjen način uporabe UI v vsakdanjem življenju predstavljajo t. i. priporočilni sistemi (priporočila na Netflixu, YouTubu, Spotifyu ipd.), prav tako smo vsi že slišali tudi za Alexo, Siri, Cortano in njihovo glasovno prepoznavo ukazov ... Ne vedo pa vsi, da se UI danes precej razširjeno uporablja tudi v medicini oziroma pri diagnostiki, zlasti za pomoč pri diagnosticiranju različnih bolezni in zdravstvenih stanj (UI pomaga pri prepoznavanju slik raka na rentgenskih posnetkih, CT ali MRI slikah), kot tudi v bančništvu, predvsem za prepoznavanje morebitnih sumljivih transakcij.

Ob upoštevanju svaril se nam tako umetne inteligence zagotovo ni treba bati. Nasprotno, veselimo se lahko neskončnih možnosti, ki bodo prišle z odgovorno uporabo, predvsem pa novega, še močnejšega vetra v jadra tehnološkega sektorja. 

Članek je bil prvotno objavljen v reviji E3 SVET.

Viri:
Shazeer, N. et al. (2018). Mesh-TensorFlow: Deep Learning for Supercomputers. In Proceedings of the 35th International Conference on Machine Learning (ICML), pp. 5228-5237. 
Anderson, J. (2019). How Much Energy Does It Take to Train a Neural Network? [Blog post]. 
OpenAI (2019). AI and Compute. Retrieved from https://openai.com/blog/ai-and-compute/ 
https://www.cfr.org/blog/artificial-intelligences-environmental-costs-and-promise 
https://www.cnbc.com, https://www.businessinsider.com, https://www.bbc.com/news/technology-30290540 
https://www.business-standard.com/article/technology/microsoft-ceo-satya-nadella-says-ai-will-be-mankind-s-best-assistant-121030300537_1.html 
https://www.wired.com/story/guide-artificial-intelligence 
https://www.europarl.europa.eu/news/sl/headlines/society/20200827STO85804/kaj-je-umetna-inteligenca-in-kako-se-uporablja-v-praksi 
https://insajder.com/magazin/prizgala-se-je-rdeca-lucka-kaj-pa-ce-je-umetna-inteligenca-superiornejsa-od-cloveske-izklopi