人工智能成为人类手中应对环境挑战的新武器

联合国为在全球范围内实现可持续发展设定了17个目标，以解决人类面临的全球挑战，例如与贫困、不平等、气候、环境退化、繁荣、和平与正义有关的挑战。联合国还为实现所有这些目标设定了从2030年开始的时间框架。

这些目标可以分为三个主轴：环境、经济和社会。

尽管其他问题也很重要，但鉴于生态系统的三个主要组成部分空气、水和土壤的严重污染，世界正在见证的威胁人类在地球上生存的全球变暖和气候变化加剧，环境挑战可能是最严重和最紧迫的。

因此，必须使用最新技术来对抗环境污染，从而实现联合国寻求的环境可持续性。在此背景下，Earth.org基金会近期在其平台上发布了一份由研究员欧文·穆尔赫恩编写的报告，解释了如何利用人工智能实现环境领域的可持续发展。

人工智能面临挑战

“人工智能有潜力通过监测空气污染和能源排放、协助发展交通网络、监测森林砍伐和预测极端天气条件来加强全球保护环境和节约资源的努力，” 穆尔赫恩说。

他解释说，“机器学习和人工智能在收集和分析数据以帮助应对气候变化方面拥有强大的能力，因为机器学习可用于改进能源生产方法，调节对能源的需求，并重点关注可再生能源的使用。此外，还可以在室内部署传感器和智能电表，进行数据收集、监控、分析和改善室内能源的使用。”

穆尔赫恩指出“使用人工智能保护环境多样性具有重要意义，因为与卫星相连的人工智能可以检测土地利用的变化，监测植被和森林覆盖，预测自然灾害并监测和分析其影响，以及监测特定生态区域的外来（入侵）物种，如可能受到威胁的生态保护区，识别和跟踪外来物种，并使用机器学习消除它们。”

在改善空气质量领域，穆尔赫恩指出，“使用人工智能的空气净化器可以时时刻刻记录空气质量和环境数据，并致力于提高空气过滤器的效率。人工智能驱动的设备还可以向居住在城市和市区的人们发送有关其所在地区污染水平的警告。现在有一些工具可以快速准确地检测污染源，因为机器学习可以分析从车辆和飞机、雷达和摄像头收集的数据，以减少空气污染。”

人工智能监测环境变化

美国俄亥俄大学最近在其平台上揭开了一个新项目，该项目在美国尚属首次，内容涉及在大学机场边缘建造一座高耸的新塔，与许多人可能会预料到的想法相反，该塔与每天监视数十架进出飞机的运动无关。

这座塔有另一个完全不同的目标，它是大学进行的一项大型研究项目的焦点，该项目旨在发现使用人工智能和各种智能传感器持续和精细监测环境变化和不同条件的可能性。

数据分析研究所（TDAI）领导人兼项目负责人塔尼娅·伯杰·沃尔夫指出，“该项目最重要的部分是如何使用人工智能和机器学习来分析和解释研究期间收集的数据。”

“对于我们的研究人员来说，这是一个独特的机会，可以了解城市地区的不同条件和因素及其对环境的影响，例如研究碳排放、噪音和空气污染的影响，以及它们如何随时间变化，我们已经设计了基于人工智能和机器学习的特殊模型来收集和分析这些信息，以帮助我们了解各种环境变化，例如研究飞机尾气排放对当地环境的影响。”

该塔由国家环境天文台网络（NEON）设计和建造。国家环境天文台网络拥有81个由美国国家科学基金会在全国运营和资助的固定站点，这些站点收集长期的环境数据以更好地了解生态系统如何变化。上述塔是第一个由俄亥俄州托管两个月的移动站点，之后将移到其他地方。

同类中的第一个移动站

TDAI研究所领导人沃尔夫表示，该项目的重要目标之一是“测试如何进行高级计算而无需使用任何现有服务器。”

“由于这是该国第一个此类移动站点，我们需要测试数据收集方法，测试应该使用哪些传感器，以及测试解释收集到的数据的分析方法，”她补充道。

研究人员收集各种因素的数据，例如气温、风速和风向以及湿度，这些因素可能会影响碳排放、噪音和污染水平。此外，土壤传感器将测量碳水平、湿度和温度。

“解释和分析所有这些数据是人工智能成为这项工作不可或缺的一部分的原因之一，”沃尔夫解释说。

其他目标

该项目的目标不仅仅是测试新系统，它还是俄亥俄州两个专注于先进人工智能基础设施的新人工智能研究所的试点研究。

除了TDAI，来自俄亥俄可持续发展研究所和科学与工程学院的教师和学生将根据该项目提供的数据进行其他研究，该项目将为他们的研究做出重要的科学贡献。

对于这样的一个项目，俄亥俄州可持续发展研究所助理教授李云（音）博士说，她的团队安装了一个智能传感器来测量空气污染，特别是来自汽车和飞机尾气的“细颗粒”。

“大多数研究空气污染物对人类健康影响的研究都会测量家庭中的暴露量，但我们还需要量化人们在白天移动时所受到的暴露量，例如在道上和在工作场所，”李说。

使用这些信息和分析它的人工智能，李和她的团队希望估计暴露在污染中对人类整体健康的潜在影响，包括引发呼吸系统和心血管疾病，以及产生压力和焦虑的风险。

李试图将这些数据与从全州收集的数据相结合，全面了解该地区的污染情况，以及它如何影响人们的整体健康。

由于这是该塔首次在市区使用，TDAI研究所领导人希望获得所需的资金，将塔在机场放置两个月后搬到哥伦布的另一个地点。

“在住宅区拥有一个测量站很重要，因为城市生态系统是研究人类与周围环境相互作用的理想场所，目前我们没有足够的关于人类活动如何影响自然和生态系统的信息，”她说。