Dùng AI làm công cụ bảo vệ môi trường

Các thiết bị chạy bằng năng lượng mặt trời có thể ghi lại tiếng ồn của cưa máy cách xa tới 1,5 km. Ảnh: DW

Giúp bảo vệ cây xanh

Phá rừng và thay đổi mục đích sử dụng đất gây ra hơn 10% lượng khí thải nhà kính toàn cầu. Cây cối hấp thụ carbon dioxide và lưu trữ nó trong thời gian dài, và khi chúng bị đốn hạ, phần lớn lượng CO2 đó sẽ thoát ra ngoài bầu khí quyển.

Để hạn chế khai thác đất bất hợp pháp, tổ chức phi lợi nhuận Rainforest Connection gắn các cảm biến giám sát âm thanh vào cây để "nghe trộm" khu rừng xung quanh và truyền âm thanh đó theo thời gian thực lên đám mây.

Dữ liệu được phân tích bởi một mô hình máy học đã được huấn luyện để nhận dạng âm thanh liên quan đến hoạt động khai thác gỗ trái phép, chẳng hạn như tiếng cưa máy hoặc xe tải. Cảnh báo sau đó được gửi đến các cơ quan chức năng trên mặt đất.

Theo trang web của tổ chức phi lợi nhuận, gần 600 thiết bị này, được mệnh danh là "người bảo vệ” (guardians), đã được cài đặt ở 35 quốc gia, từ Brazil đến Indonesia, Congo đến Philippines. Thông qua các thiết bị này, đã thu thập hơn 107 triệu phút dữ liệu âm thanh, bao phủ hơn 400.000ha đất.

Một báo cáo gần đây ước tính rằng, bằng cách trao quyền cho các cơ quan chức năng sử dụng các công cụ AI để ngăn chặn việc phá hủy các khu rừng nhiệt đới, các chính phủ có thể tiết kiệm được khoảng 29 tỷ tấn khí thải vào năm 2030. Để so sánh, lượng khí thải CO2 liên quan đến năng lượng trên toàn thế giới lên tới khoảng 37 tỷ tấn vào năm 2022.

Thu hẹp lượng khí thải carbon của thép

Các vật liệu như thép và xi măng là những thành phần quan trọng trong xây dựng. Nhưng chúng cũng là nguồn phát thải CO2 nặng, nên việc khử cacbon cho các ngành này được chú trọng. Chỉ riêng sản xuất thép đã chiếm khoảng 1/4 lượng khí thải nhà kính từ lĩnh vực sản xuất. Một phần lớn của thị phần này đến từ việc khai thác và vận chuyển các thành phần được sử dụng trong quá trình sản xuất.

Công ty Fero Labs của Mỹ đã làm việc với 5 nhà máy thép của Mỹ và AI để giảm tới 1/3 lượng nguyên liệu khai thác.

Theo một báo cáo của Hiệp hội Đối tác Toàn cầu về Trí tuệ Nhân tạo, Fero Labs đã ngăn chặn khoảng 450.000 tấn khí thải CO2 ước tính mỗi năm bằng cách bỏ qua việc khai thác, nấu chảy và vận chuyển các hợp kim này. Nếu được chia tỷ lệ cho toàn bộ ngành công nghiệp ở Mỹ, báo cáo ước tính tiết kiệm được 11,9 triệu tấn CO2 hằng năm. Điều đó tương đương với khoảng một phần tư lượng khí thải carbon hằng năm của TP New York.

Vòng đeo của Rouxcel theo dõi chuyển động của tê giác, giúp thu thập dữ liệu về cách các loài động vật này cư xử trong các tình huống khác nhau. Ảnh: DW

Cắt giảm lãng phí năng lượng trong các tòa nhà

Tại Hồng Kông, việc sử dụng năng lượng trong các tòa nhà chịu trách nhiệm cho khoảng 60% lượng khí thải carbon của TP. Với 7,5 triệu dân, trung tâm tài chính này là một trong những nơi đông dân nhất thế giới.

Khoảng 1/4 tổng lượng điện tiêu thụ đến từ hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) trong các tòa nhà thương mại.

Công ty thiết kế Arup đã đưa ra một ứng dụng có tên là Neuron sử dụng các cảm biến 5G và ToT (Internet of Things - Internet vạn vật) để thu thập dữ liệu theo thời gian thực từ hệ thống quản lý năng lượng của tòa nhà. Sau đó, nó sử dụng một thuật toán để phân tích dữ liệu này và tối ưu hóa hệ thống sưởi ấm và làm mát, cũng như đưa ra dự đoán về nhu cầu năng lượng trong tương lai của tòa nhà.

Theo báo cáo của Hiệp hội Đối tác Toàn cầu về Trí tuệ Nhân tạo, những tinh chỉnh này có thể tiết kiệm 10 - 30% năng lượng sử dụng trong một tòa nhà thương mại điển hình.

Canh tác thông minh

Nông nghiệp dễ bị tổn thương trước biến đổi khí hậu, với nhiệt độ khó lường, các hiện tượng thời tiết cực đoan thường xuyên hơn và sâu bệnh xâm lấn, tất cả đều gây rủi ro cho năng suất cây trồng.

Đồng thời, chính lĩnh vực nông nghiệp cũng góp phần gây ra vấn đề về khí hậu, nông nghiệp, lâm nghiệp và sử dụng đất chiếm khoảng 18% lượng khí thải CO2 toàn cầu. Và sau đó là một thực tế rằng tưới tiêu nông nghiệp chịu trách nhiệm cho 70% lượng nước sử dụng trên toàn thế giới. Phân bón và thuốc trừ sâu được sử dụng trên đồng ruộng cũng có thể ngấm vào nước ngầm và các con sông gần đó.

Công ty khởi nghiệp Agvolution có trụ sở tại Đức đã phát triển một hệ thống AI dựa trên dữ liệu từ các cảm biến chạy bằng năng lượng mặt trời theo dõi vi khí hậu xung quanh cây trồng. Các thiết bị đo nhiệt độ, độ ẩm, bức xạ và độ ẩm của đất trên cánh đồng, trong khi các thuật toán sử dụng những hiểu biết sâu sắc này để đưa ra các khuyến nghị chính xác về sức khỏe của cây trồng và chính xác lượng nước và phân bón cần sử dụng. Điều này vừa có thể tăng sản lượng, vừa giảm lãng phí tài nguyên. Công ty cho biết điều này có thể tăng hiệu quả kinh tế và sinh thái lên tới 40%.

Sử dụng máy tính để vẽ các đám mây

Tăng cường năng lượng tái tạo là một bước quan trọng trong quá trình chuyển đổi khỏi nhiên liệu hóa thạch. Nhưng với các nguồn năng lượng sạch như năng lượng mặt trời chiếm tỷ trọng lớn hơn trong hỗn hợp năng lượng, việc đảm bảo lưới điện ổn định trở nên khó khăn hơn.

Khi các đám mây di chuyển trên các tấm pin mặt trời, nguồn điện có thể bị ngắt đột ngột. Đó là một vấn đề đối với các nhà khai thác mạng đang cố gắng cân bằng lưới điện và ngăn chặn sự cố mất điện. Để lấp đầy bất kỳ khoảng trống nào, họ cần có nguồn dự trữ phát điện chạy ngầm để có thể nhanh chóng tăng cường khi có nguy cơ thiếu điện. Và những trữ lượng này thường đến từ nhiên liệu hóa thạch.

Tổ chức phi lợi nhuận Open Climate Fix đã hợp tác với National Grid của Vương quốc Anh và sử dụng AI để cung cấp bức tranh chính xác về cách các đám mây phát triển, mục tiêu là giảm sự phụ thuộc vào nguồn dự trữ năng lượng từ hóa thạch.

Open Climate Fix cũng đang thử nghiệm các mô hình dự báo của mình ở hai quốc gia ở Nam Âu và đang đàm phán để chạy thử nghiệm ở châu Á.

AI thực sự đang ngày càng được sử dụng rộng rãi trong bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, David Rolnick, trợ lý giáo sư tại Đại học McGill, Canada, nhấn mạnh rằng "AI không phải là một loại viên đạn bạc (silver bullet - giải pháp vạn năng) nào đó, nó chưa thay thế hoàn toàn các công cụ cổ điển khác để hành động chống lại biến đổi khí hậu".

Thế Phong