La technologie de l'intelligence artificielle (IA) peut nous aider à lutter contre le changement climatique, mais elle a également un coût pour la planète. Pour vraiment bénéficier des solutions climatiques de la technologie, nous avons également besoin de mieux comprendre l'empreinte carbone croissante de l'IA, disent les chercheurs.

L'IA change notre façon de travailler, vivre et résoudre des défis. Il peut améliorer les soins de santé, protéger les éléphants des braconniers, et déterminer comment le haut débit devrait être distribué.

Mais cela pourrait être très utile en tant que gamme d'applications aidant l'humanité à lutter contre notre plus grande menace :le changement climatique. L'IA peut renforcer les prévisions climatiques, permettre une prise de décision plus intelligente pour la décarbonation des industries du bâtiment au transport, et déterminer comment allouer les énergies renouvelables.

La pertinence de l'IA en tant qu'outil de lutte contre le changement climatique survient à un moment où il y a de plus en plus de préoccupations éthiques liées en grande partie à une forme gourmande en données de la technologie appelée apprentissage automatique, où les systèmes informatiques analysent des modèles dans les données existantes pour faire des prédictions et des décisions. Les applications d'apprentissage automatique ont soulevé des inquiétudes concernant la surveillance publique rampante, abus intentionnel, intimité, transparence et biais de données qui peuvent conduire à la discrimination et à l'inégalité.

Cela fait partie d'un débat éthique plus large dans l'UE sur la façon d'utiliser l'IA au profit des êtres humains, les défis posés par la technologie et la meilleure façon de les relever.

"Nous devons réaliser que l'IA est, En réalité, un logiciel que nous concevons, " dit Virginie Dignum, professeur d'intelligence artificielle sociale et éthique à l'Université d'Umeå en Suède. Nous devons être responsables de la façon dont nous utilisons l'IA, elle dit. "(Ce n'est) pas une sorte de magie qui vient de l'espace et qui nous arrive. Non. Nous créons l'IA."

Peut-être étonnamment, une question qui commence seulement à être discutée est l'empreinte environnementale de l'IA.

Netflix

Les algorithmes qui nous disent, par exemple, que regarder sur Netflix ce soir a un impact environnemental, selon le professeur Dignum. "L'IA consomme beaucoup d'énergie, " dit l'informaticien, qui fait partie d'un groupe d'experts de 52 personnes conseillant la Commission européenne sur une IA digne de confiance et « centrée sur l'humain ».

Le stockage, et en particulier le traitement, de données pour former des algorithmes (les « recettes » utilisées par les ordinateurs pour effectuer des calculs) dans des centres de données ou dans le cloud à travers différents centres avec des rangées de machines effectuant des calculs consomment de l'énergie, elle dit.

Pour qu'un algorithme s'apprenne à savoir si une image montre un chat, par exemple, il doit traiter des millions d'images de chats. L'écosystème des technologies de l'information et de la communication, dont les centres de données font partie, sont comparables à l'aviation en termes d'émissions de carburant.

"C'est une utilisation de l'énergie à laquelle on ne pense pas vraiment, " a déclaré le professeur Dignum. " Nous avons des fermes de données, surtout dans les pays du nord de l'Europe et au Canada, qui sont énormes. Certaines de ces choses consomment autant d'énergie qu'une petite ville."

Elle s'inspire d'une université du Massachusetts, NOUS, étude qui a révélé que la formation d'un grand modèle d'IA pour gérer le langage humain peut conduire à des émissions de près de 300, 000 kilogrammes d'équivalent dioxyde de carbone, environ cinq fois les émissions de la voiture moyenne aux États-Unis, y compris sa fabrication.

Le chercheur suédois Anders Andrae a prévu que les centres de données pourraient représenter 10 % de la consommation totale d'électricité d'ici 2025.

Bien que l'IA existe depuis environ un demi-siècle, la question de l'impact environnemental - et d'autres problèmes éthiques - ne se pose que maintenant car les techniques développées au fil des décennies peuvent désormais être utilisées en combinaison avec une explosion de données et une forte puissance de calcul, explique le professeur Dignum. "Il est temps de commencer à penser à faire de l'IA d'une manière plus respectueuse de l'environnement, " elle a dit.

L'IA pourrait faire partie du problème, mais il a aussi le potentiel de nous aider à trouver des solutions au changement climatique.

Professeur Félix Creutzig, qui dirige un groupe de travail appelé Land Use, Infrastructures et transports à l'Institut de recherche Mercator sur les biens communs mondiaux et le changement climatique à Berlin, Allemagne, étudie les moyens de lutter contre le changement climatique en utilisant la science des données. Il fait partie d'un groupe de chercheurs internationaux qui préconisent des solutions plus collaboratives contre le changement climatique à l'aide de l'apprentissage automatique.

De vastes opportunités

Le professeur Creutzig voit de vastes opportunités d'IA pour accélérer les applications de solutions ciblées contre le changement climatique à l'échelle de la rue, ou même au niveau du bâtiment, qui peut être appliqué dans les villes. Les espaces urbains sont particulièrement concernés, car ils abriteront plus des deux tiers de la population mondiale d'ici 2050 et sont incroyablement gourmands en ressources.

"C'est cool de travailler avec des technologies et d'investir dans des technologies bas carbone, mais pour atteindre quelque chose proche de l'objectif de 2 degrés ou 1,5 degré (pour limiter le réchauffement climatique), nous devons réduire considérablement les demandes d'énergie et pouvons y parvenir par des configurations spatiales améliorées, " il a dit.

L'amélioration de l'utilisation de l'espace peut aider à résoudre des problèmes tels que les îlots de chaleur urbains, un phénomène où les environnements urbains construits en acier et en ciment emmagasinent la chaleur et réchauffent les villes. "C'est un problème clé de notre avenir, " il a dit.

L'écologisation des villes ou l'utilisation de l'architecture des canaux éoliens pour créer une ventilation sont des moyens d'aider les villes à faire face à la chaleur extrême qui peuvent être guidées par l'IA.

Le professeur Creutzig utilise une méthode appelée architecture empilée, qui utilise l'apprentissage automatique avec la modélisation mécanique traditionnelle pour, par exemple, obtenir des informations sur le comportement des bâtiments en matière de température ou de demande énergétique, pour trouver la meilleure conception pour une faible consommation d'énergie et une qualité de vie élevée. Ceux-ci peuvent ensuite informer la planification urbaine et les décideurs politiques.

Précisément parce que l'IA a tellement de potentiel, il pense aussi que son utilisation doit être combinée avec une réglementation, comme ne pas stocker de données inutiles ou restreindre leur utilisation, pour qu'il soit ciblé, efficace et ne cause pas de nouveau problème. Cependant, il dit qu'il n'y a actuellement pas assez de recherches sur l'impact environnemental de l'apprentissage automatique. "Il y a beaucoup à explorer, " il a dit.

« Fondamentalement, elle (l'IA) est un carburant d'application… elle peut conduire à une nouvelle utilisation de l'énergie, " a déclaré le professeur Creutzig. " Et ce serait le contraire de ce que nous voulons avoir. Le principal exemple auquel je pense est la mobilité intelligente et la conduite autonome, car elles sont vraiment pilotées par l'IA ou seront modélisées par l'IA."

Pour Andrea Renda, responsable de la gouvernance mondiale et expert en économie numérique au Centre for European Policy Studies à Bruxelles, La Belgique, et également membre du groupe d'experts conseillant la Commission européenne, L'IA doit être développée et déployée pour répondre aux besoins de la société et protéger l'environnement en économisant plus d'énergie qu'elle n'en dépense.

« Toutes ces techniques (techniques gourmandes en données) sont extrêmement dangereuses pour l'environnement, à moins que vous ne puissiez utiliser ces techniques d'une manière qui, tout en consommant beaucoup plus d'énergie, économiser beaucoup plus d'énergie car ils offrent des solutions plus efficaces, " a déclaré le professeur Renda.

Le professeur Renda et le professeur Dignum conviennent que la recherche fondamentale sur des formes d'IA moins gourmandes en données que l'apprentissage automatique, comme le raisonnement automatisé, devrait être une priorité de l'UE. Cela signifierait moins d'utilisation de données personnelles et de consommation d'énergie.

Le professeur Dignum a travaillé avec des « données synthétiques, " qui n'est pas basé sur des exemples réels. Il pourrait être utilisé pour générer, par exemple, images d'os cassés non basées sur des données sensibles de patients afin de former un algorithme sur ce qu'il faut repérer sur une radiographie. Ces données peuvent ensuite être supprimées afin qu'elles ne soient pas stockées.

Certains chercheurs aux États-Unis ont également proposé que la recherche sur l'IA devrait inclure des rapports sur les coûts de calcul des algorithmes de formation pour améliorer la transparence.

Pour s'assurer que l'IA est utilisée pour aider, et ne pas gêner, notre société, Le professeur Renda dit qu'il est temps de fusionner les deux grands débats d'aujourd'hui. « L'un est sur le numérique et l'autre sur le développement durable, et en particulier l'environnement. Si nous utilisons le premier pour sauver le second, Je pense que nous aurons fait le meilleur usage possible des ressources dont nous disposons, " a-t-il dit. " Sinon, nous ne faisons que perdre du temps. "