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Wie kann Künstliche Intelligenz Nachhaltigkeit fördern?
Von Oliver Schick am 3. März 2022
Der Klimawandel sowie eine nachhaltige Art zu leben und zu wirtschaften zählen zu den größten Herausforderungen der Menschheit. Da Künstliche Intelligenz (KI) zweifelsohne zu den einflussreichsten Technologien der letzten 10 Jahren und der Zukunft gehört, beschäftigen sich viele KI-Experten so wie wir mit den Möglichkeiten den weltweiten CO₂-Ausstoß mithilfe von KI zu reduzieren und die Technologie für einen nachhaltigeren Lebensstil zu nutzen.
In diesem Blogartikel gehen wir deshalb der Frage nach: Wie kann KI der Menschheit helfen, nachhaltiger zu leben?
Dazu haben wir für jeden der Themenbereiche Klimawandel, Biodiversität, Abfallmanagement und Wasserversorgung Beispiele beschrieben, wie KI uns helfen kann, in jedem der Bereiche ein nachhaltigeres Leben zu führen.
Ein Teil dieser Ideen ist durch eine Forschungsarbeit von Rolnick et al. 2019 https://arxiv.org/pdf/1906.05433.pdf und Ergebnissen der Arbeitsgruppe „KI und Klimawandel“ vom KI-Bundesverband, in dem wir Mitglied sind, inspiriert.
Klimawandel:
Unter Klimawandel versteht man die Veränderung des langfristigen Wettertrends auf der Erde. Die steigende Konzentration von CO₂ in der Atmosphäre wird dabei in wissenschaftlichen Studien als Ursache für die derzeitige Veränderung des Klimas gesehen. Das zusätzliche CO₂ wird wiederum auf den menschlichen Ausstoß von CO₂ zurückgeführt. Um den Klimawandel zu stoppen und die Anzahl katastrophaler Wetterereignisse nicht noch weiter zu erhöhen, gilt es, CO₂ einzusparen.
Ein wesentlicher Faktor für den CO₂-Ausstoß ist die Art unserer Energiegewinnung und -versorgung. Die schrittweise Substitution von Energie aus fossilen Brennstoffen durch erneuerbare Energien, wie Wasser-, Wind- und Sonnenenergie, ist ein wichtiger Beitrag den CO₂ Ausstoß zu reduzieren.
Allerdings sind diese erneuerbaren Energien deutlich dezentraler und unberechenbarer in ihrer Verfügbarkeit als fossile Energieträger. Dies wird dadurch deutlich, dass man mehrere hundert Windräder braucht, um ein Kohlekraftwerk zu ersetzen, und wenn einmal Flaute herrscht, fällt diese Energie auch noch weg. Durch diese Dezentralisierung und Unberechenbarkeit wird das Managen der Stromnetze noch komplexer, als es jetzt schon ist.
Hier kann KI einen großen Beitrag leisten, indem präzise Vorhersagen darüber gemacht werden können, wo, wann und wie viel Energie erzeugt und gebraucht wird. So können automatisiert tausende Solardächer vom Privathaushalt im Allgäu bis hin zum großen Offshore-Windpark in der Nordsee so orchestriert werden, dass jederzeit und überall in Deutschland genau die Menge an Strom zur Verfügung steht, wie dieser nachgefragt wird.
Diese Vorhersagen kann die KI mithilfe von Daten zu vergangenen Stromnachfrage und Wetterdaten erstellen. Beim Transport von Strom über lange Leitungen geht auch viel Energie verloren. Optimale Transportwege können innerhalb von Sekunden mithilfe von KI berechnet und so der Stromverbrauch reduziert werden.
Nicht nur die Stromversorgung ist ein großes Problem, auch unser Verbrauch ist zu hoch. Durch intelligente Sensoren in Gebäuden kann der Stromverbrauch deutlich gesenkt werden, indem Licht und Wärme dann zur Verfügung stehen, wenn sie gebraucht werden. Der Transport von Paket- und Lieferdiensten ist auch ein großer Verursacher von CO₂. Dieser Ausstoß kann verringert werden, indem mithilfe von KI die Bestellabläufe und Routenplanungen optimal berechnet werden, und so kein Kilometer zu viel gefahren werden muss.
Bei der Produktion der Waren kann KI auch zur Einsparung von Energie und Ressourcen beitragen. Durch automatisierte optische Erkennung werden Teile frühzeitig aussortiert und so durchläuft das fehleranfällige Teil nicht unnötigerweise den gesamten energieaufwendigen Produktionsprozess, um dann am Ende sowieso aussortiert zu werden.
Biodiversität:
Biodiversität ist ein Sammelbegriff für die Vielzahl an Tier- und Pflanzenarten in einem Ökosystem und eine große Biodiversität ist essentiell für ein stabiles Ökosystem, was wiederum die Grundlage für das menschliche Leben ist. Zu den artenreichsten Regionen dieser Welt zählen die Ozeane und Waldgebiete. Diese Regionen haben mit großer Verschmutzung zu kämpfen, die wiederum Tiere und Pflanzen bedroht. Leider sammelt sich dieser Müll oft an entlegenen Orten, an welchen er nicht erkannt wird.
Durch die Beobachtung der Ozeanoberfläche mithilfe von Satelliten und Objekterkennung (https://www.ehrenmueller.ai/blog/objekterkennung/ ), können Müllfelder von KI erkannt und so auch gereinigt werden. Außerdem können illegale Fischerei, Waldrodungen und Wildjagden von KI in Echtzeit erkannt werden.
Ein bedeutender Teil der Biodiversität stellt die Spezies der Insekten. Viele nicht-schädliche Insekten werden bei der Ausbringung von Schädlingsgift und Dünger in der Landwirtschaft, sozusagen als Kollateralschaden, getötet. Moderne Landwirtschaftsmaschinen können heute mithilfe von KI quadratmetergenau erkennen, ob, wieviel und welche Chemikalien ausgebracht werden müssen. So wird die Menge an Schädlingsmittel und Dünger stark reduziert und weniger Insekten getötet.
Verschmutzung:
Die Verschmutzung unserer Umwelt hat neben gesundheitlichen Auswirkungen auf uns auch negative Einflüsse auf die Natur. Luftverschmutzung ist ein großer Teil dieses Problems. Mithilfe von Fahrzeug- und Luftdaten kann KI Empfehlungen für Verkehrsleitsysteme oder Routenplanung aussprechen, und so hohe Konzentrationen von Feinstaub vermeiden.
Zudem kann KI durch Objekterkennung dazu beitragen, dass bei der Müllsortierung die stoffliche Recyclingquote erhöht und so weniger Müll verbrannt werden muss. Nicht nur in entlegenen Regionen kann KI zur Müllvermeidung beitragen. Auch in Städten kann sie eingesetzt werden, um beispielsweise die Entsorgungsfahrzeuge in einer Stadt so zu leiten, dass nur dort hingefahren wird, wo ein Mülleimer voll ist, statt jeden Mülleimer auf Verdacht hin anzusteuern. Dies führt durch weniger gefahrener Strecke der Müllfahrzeuge, neben einer schnelleren Müllabholung, auch zu einem geringeren Kohlendioxid-Ausstoß.
Wasserversorgung:
Wasser ist überlebenswichtig für das Leben allgemein und das menschliche Leben im Speziellen. Leider sorgen unübliche Dürren, gesteigerter Wasserverbrauch und Mikroplastik dafür, dass viele Menschen über alle Kontinente hinweg, kein sauberes Wasser zur Verfügung haben. Durch die automatische Analyse von Wetter, Erd- und Grundwasserdaten mithilfe von KI können Vorhersagen über bevorstehende Dürren die größte Not abwenden, indem auf Basis der Vorhersagen frühzeitig Maßnahmen ergriffen werden. Dies gilt im übrigen auch für Überschwemmungen. Durch ein effizientes Wassermanagement mithilfe von KI kann, wie bei der Stromversorgung, der Verbrauch gesenkt werden und so mehr wertvolles Wasser der Natur überlassen werden.
Potential:
In vielen Unternehmen steckt im Hinblick auf Ressourceneinsparung großes Potenzial. Bedauerlicherweise wird dieses Potenzial selten ausgeschöpft, obwohl Ressourceneinsparung auf lange Sicht auch zu mehr Profitabilität führt und somit eine Win-Win-Situation erzeugt.
Uns von Ehrenmüller liegt das Thema Nachhaltigkeit sehr am Herzen und wir sind davon überzeugt, dass nachhaltiges Arbeiten für den langfristigen Erfolg von Unternehmen sehr wichtig ist. Durch die Entwicklung maßgeschneiderter KI konnten wir bereits diverse Projekte erfolgreich umsetzen, die zu einer nachhaltigen Umwelt beitragen.
Durch eine intelligente Sales Vorhersage in der Lebensmittelproduktion konnten wir beispielsweise dabei helfen, eine Überproduktion und somit unnötige Lebensmittelabfälle zu verhindern. In einem weiteren Projekt entwickelte Ehrenmüller ein Nachhaltigkeitskonzept für eine Hotelanlage.
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