Inteligencia Artificial en Medicina

Retos del cambio climático en el siglo XXI

A continuación centraré la atención en datos que han sido identificados acerca de la forma en la que las tecnologías de la información se han vuelto en un componente importante en la huella de carbono y no son, como intuíamos, una industria “limpia”. Un artículo de la revista ethic resume de la siguiente forma los datos a este respecto (1):

• Cada correo electrónico almacenado produce 10 gramos de CO2 al año.
• La digitalización de la actividad productiva podría reducir las emisiones en un 20%.
• El 3,8% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero en 2019 provinieron de la digitalización.
• Los centros de datos que albergan los servidores de internet consumen más de 400 teravatios de electricidad.
• En 2019, se generaron 53,6 millones de toneladas de residuos digitales en todo el mundo.

Una investigación reciente recalca que la verdadera proporción de las emisiones globales de gases de efecto invernadero de las TIC podría estar entre el 2,1 y el 3,9 %, aunque subrayan que todavía existen importantes incertidumbres en torno a estos cálculos (2). Si bien las comparaciones son difíciles, estas cifras sugieren que las TIC tienen emisiones mayores que la industria de la aviación, que representan alrededor del 2 %.

Lamentablemente, el entrenamiento de los modelos de lenguaje basados en trannsformers, especialmente uno de gran tamaño (como GPT-4), demanda una enorme cantidad de datos (3). Este proceso resulta sumamente costoso en términos de tiempo y recursos informáticos, e incluso tiene un impacto ambiental considerable, como se evidencia en el gráfico a continuación:

*copiado sin modificación de la referencia 3.

Desde este punto de vista, los informes precisos sobre el uso de energía y carbono son esenciales para comprender los posibles impactos climáticos de la investigación del aprendizaje automático por lo que se ha propuesto un marco que hace esto más fácil al proporcionar una interfaz simple para el seguimiento (4). En la actualidad se puede evaluar la huella de carbono del entrenamiento de modelos de IA a través de varias herramientas como ML CO2 Impact (5) o Code Carbon (6).

Referencias

1. Cristina. (2021, junio 28). ¿Puede la tecnología realmente salvar el planeta? Ethic. https://ethic.es/2021/06/puede-la-tecnologia-realmente-salvar-el-planeta/
2. Freitag, C., Berners-Lee, M., Widdicks, K., Knowles, B., Blair, G. S., & Friday, A. (2021). The real climate and transformative impact of ICT: A critique of estimates, trends, and regulations. Patterns, 2(9). https://doi.org/10.1016/j.patter.2021.100340
3. How do Transformers work? – Hugging Face NLP Course. (s. f.). Recuperado 10 de mayo de 2023, de https://huggingface.co/learn/nlp-course/chapter1/4
4. Henderson, P., Hu, J., Romoff, J., Brunskill, E., Jurafsky, D., & Pineau, J. (2020). Towards the systematic reporting of the energy and carbon footprints of machine learning. The Journal of Machine Learning Research, 21(1), 248:10039-248:10081.
5. Machine Learning CO2 Impact Calculator. (s. f.). Recuperado 10 de mayo de 2023, de https://mlco2.github.io/impact/
6. CodeCarbon.io. (s. f.). Recuperado 10 de mayo de 2023, de https://codecarbon.io/

Tecnología para el cambio climático

Con el fin de determinar la forma en el que las grandes empresas tecnológicas han buscado minimizar su huella de carbono con meta de neutralidad hacia 2030-2050 tomaré dos ejemplos.

La empresa NVIDIA planteó recientemente sus aportes (1):

1. Aplicación de IA a la conservación de la biodiversidad y agricultura sostenible: Utilización de drones y dispositivos con NVIDIA Jetson para monitorizar la caza de rinocerontes, detección de especies en riesgo con el servidor de inferencia NVIDIA Triton, desarrollo de inteligencia artificial para prácticas agrícolas sostenibles.
2. Investigación de energías renovables: Predicción de la cobertura de nubes sobre paneles solares con IA, medidores eléctricos habilitados para IA con NVIDIA Jetson, simulación y proyección de parques eólicos con NVIDIA Omniverse y NVIDIA Modulus.
3. Modelado preciso de la atmósfera: Pronóstico de eventos climáticos extremos con el modelo de IA FourCastNet, generación de visualizaciones climáticas complejas con Omniverse para la NOAA, utilización de Jetson para estudiar incendios forestales, islas de calor y efecto del clima en los cultivos.
4. Gestión de desastres ambientales con datos satelitales y IA: Colaboración con el Centro Satelital de las Naciones Unidas para análisis de imágenes satelitales en tiempo real, detección de riesgos climáticos y fugas de hidrocarburos utilizando IA.
5. Tecnología NVIDIA para eficiencia energética: Contribución a la reducción de emisiones mediante la adopción de tecnología NVIDIA, como el superchip NVIDIA Grace, el módulo Jetson AGX Orin y GPU refrigeradas por líquido que mejoran la eficiencia energética.

Por otro lado Microsoft ha planteado los siguientes principios para guiar sus esfuerzos en esta área (2):

1. Basados en ciencia y matemáticas: Nos apoyaremos en la mejor ciencia y cálculos precisos en nuestro trabajo.
2. Responsabilidad por nuestra huella de carbono: Nos haremos responsables de nuestras emisiones, buscando reducirlas en más de la mitad para 2030 y eliminar más carbono del que emitimos.
3. Inversión en tecnologías de reducción y eliminación de carbono: Destinaremos mil millones de dólares a un fondo de innovación climática para acelerar el desarrollo de tecnologías que ayuden a lograr un balance de carbono negativo.
4. Empoderando a los clientes: Desarrollaremos y desplegaremos tecnología digital para ayudar a nuestros proveedores y clientes a reducir su huella de carbono.
5. Transparencia efectiva: Publicaremos un Informe Anual de Sustentabilidad Ambiental que brinde transparencia sobre nuestro progreso, siguiendo estándares globales de informes.
6. Participación en políticas públicas relacionadas con el carbono: Apoyaremos iniciativas de políticas públicas para acelerar la reducción y eliminación de carbono.
7. Involucramiento de nuestros empleados: Reconocemos a nuestros empleados como nuestro mayor activo para promover la innovación, y crearemos oportunidades para que contribuyan a nuestros esfuerzos.

Referencias

1. Salian, I. (2023, abril 21). Earth Day and AI: 5 Ways Innovators Are Protecting the Planet. NVIDIA Blog. https://blogs.nvidia.com/blog/2023/04/21/earth-day-ai-accelerated-computing/
2. Microsoft will be carbon negative by 2030. (2020, enero 16). The Official Microsoft Blog. https://blogs.microsoft.com/blog/2020/01/16/microsoft-will-be-carbon-negative-by-2030/

Conclusión

La huella de carbono de la industria informática es un problema importante debido a sus altas emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, se han venido tomado medidas para mitigar el daño, como optimizar la eficiencia energética, invertir en tecnologías de reducción de carbono y promover la transparencia. Es crucial seguir innovando y colaborando para lograr un futuro más sostenible.