Искусственный интеллект послужит устойчивому развитию

Каждый год ученые совершают невероятные открытия, которые со временем становятся частью нашей повседневной жизни. Мы постоянно слышим о новых разработках в области биоинженерии, робототехники, информационных технологий. Что можно сказать об инновациях, которые призваны приблизить нас к более экологически чистому и социально комфортному будущему?

Сейчас активно развивается использование искусственного интеллекта (ИИ). Очевидно, что эта технология применима в различных сферах, связанных с достижением целей устойчивого развития (ЦУР). Она может стать ключевым инструментом содействия развитию экономики замкнутого цикла и построения умных городов, в которых ресурсы используются максимально эффективно.

ИИ уже внедрен в сфере управления дорожным движением – он прогнозирует пробки и предлагает нам альтернативные маршруты, что также помогает рационально управлять общественным транспортом, ориентируясь на реальную потребность горожан в нем. Отмечу, что такое решение не только обеспечивает удобство для участников дорожного движения и пассажиров, но и сводит к минимуму воздействие на окружающую среду.

Компании используют ИИ, чтобы спрогнозировать объем производства энергии. Анализу подвергается работа ветряных турбин, гидроэлектростанций или установок по переработке биомассы, который необходимо будет произвести в ближайшие дни, а также предотвращать и диагностировать поломки. На производстве системы искусственного зрения позволяют выявлять ошибки на сборочных линиях, невидимые для человеческого глаза, а также нарушения в сфере безопасности. 

Примером использования ИИ в области безопасности является технология, разработанная в туннелепроходческих машинах. Специализирующийся на строительстве испанский конгломерат Accona использует робототехнику и ИИ для строительства туннелей. Цель этой технологии – сделать работу сотрудников более безопасной и эффективной. В мире существуют фабрики, способные функционировать практически без помощи людей. Один из немногочисленных примеров – завод Siemens по производству контроллеров в Амберге (Германия). Он полностью автоматизирован, все механизмы в цехах взаимосвязаны между собой и с заказчиками через интернет, а производственные процессы контролирует единая информационная система. На предприятии задействовано свыше 1,6 млрд компонентов для более чем 50 000 различных конфигураций контроллеров.

Интересное применение ИИ было найдено в сфере сельского хозяйства. Благодаря датчикам влажности, температуры и концентрации удобрений ИИ способен прогнозировать потребности сельскохозяйственных культур. Кроме того, для наблюдения, а также осуществления гиперспектрального анализа изображений для комплексной борьбы с вредителями фермерами используются беспилотные летательные аппараты (БПЛА), которые предоставляют информацию о состоянии посевов в высоком разрешении. С 2016 г. исследователи и преподаватели Университета земельных грантов в 20 штатах (США) работали над расширением использования дронов для дистанционного зондирования и точного управления сельским хозяйством и природными ресурсами. В США использование такой технологии – практика достаточно частая. По некоторым данным, ожидается, что рынок агродронов вырастет до $4,8 млрд в 2024 г. (с $1,2 млрд в 2019 г.). Информация, собираемая БПЛА на фермах, часто используется для принятия более обоснованных агрономических решений и является частью системы, которую обычно называют «точным земледелием». Использование дронов для опрыскивания уже широко распространено в Юго-Восточной Азии. В Южной Корее до 30% процессов опрыскивания полей реализуются с помощью дронов.

Однако, на мой взгляд, самым инновационным решением в области устойчивого развития сельского хозяйства является мониторинг сельскохозяйственных культур на уровне отдельных растений. Две компании, Growvera и Phytech, независимо друг от друга разработали игольчатые микродатчики – небольшие неинвазивные устройства, которые можно прикреплять к культурным растениям для непрерывного наблюдения за температурой, влажностью, насыщенностью растения влагой и питательными веществами. Полученные данные позволяют оптимизировать урожайность, сократить использование воды, удобрений и пестицидов, а также выявлять ранние признаки заболеваний. С их помощью фермеры могут отслеживать посевы в режиме реального времени и выполнять точные вмешательства. Конечно, установка и обслуживание такой системы – дело затратное, а интерпретация информации с датчиков подразумевает обладание специальными знаниями. Но, несмотря на эти проблемы, я уверена, что у данной технологии большое будущее – она способствует росту производительности сельского хозяйства, что необходимо для решения продовольственной проблемы растущего населения Земли.

Еще одна современная разработка, способная помочь нам достичь устойчивости в будущем, – это экологически чистое авиационное топливо (SAF). Уменьшение выбросов углекислого газа для авиационного сектора – крайне острая проблема, поскольку для полетов на большие расстояния требуются энергоемкие виды топлива. При этом нынешний самолетный парк будет эксплуатироваться еще в течение многих десятилетий из-за высокой стоимости замены самолетов, а новые самолеты на электрическом или водородном топливе, скорее всего, не будут способны совершать полеты на дальние расстояния. К счастью, учеными найдено решение, которое не требует масштабных изменений в существующей авиационной инфраструктуре и оборудовании: SAF производится из биологических (например, биомассы) и небиологических (например, CO2) ресурсов. 

Сегодня SAF составляет менее 1% мирового спроса на авиатопливо, но его производство из биогенного сырья с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ) неуклонно растет. По данным Международной ассоциации воздушного транспорта, производство SAF достигло по меньшей мере 300 млн л (согласно более оптимистичным оценкам – 450 млн л) в 2022 г., что почти втрое превышает объем производства в 2021 г. Все большее число авиакомпаний берут на себя обязательства по использованию SAF, и эта тенденция будет расти благодаря ее продвижению в таких организациях как инициативы Всемирного экономического форума «Чистое небо для завтрашнего дня» и «Коалиция первопроходцев». В сочетании с другими стратегиями декарбонизации, включая общую операционную эффективность, развитие технологий и компенсацию выбросов углерода, SAF должна стать одним из драйверов для авиационной отрасли на пути к снижению выбросов углерода.

Таким образом, совершенствование технологий и развитие науки уже сейчас помогают нам в решении множества проблем, связанных с устойчивым развитием и, на мой взгляд, станут одним из основных инструментов по достижению экологических, экономических и социальных целей развития человечества в будущем.