Vedlejší efekt umělé inteligence: ničí životní prostředí

Umělá inteligence se stále rozšiřuje a nachází využití v čím dál více oblastech. Generuje texty pro firmy i jen tak z nudy, dětem pomáhá s domácími úkoly i podvádět při testech, tvoří obrázky, hudbu nebo třeba kód. Dnes již mnoho lidí některý AI nástroj alespoň jednou vyzkoušelo. Podle průzkumu agentury Ipsos sice Češi patří k těm obezřetnějším ve vztahu k AI, i tak si ale například ChatGPT vyzkoušela už třetina populace.

Podobně jako v případě používání obyčejného internetového vyhledávače, ani u umělé inteligence není na první pohled jasné, odkud se její emise berou a že vůbec nějaké existují. Jak tedy umělá inteligence vlastně znečišťuje životní prostředí a co se s tím dá dělat?

Většina AI nástrojů dokáže na dotaz uživatele odpovědět během několika málo vteřin, a to na téměř jakémkoliv zařízení. Může se proto zdát, že dopad používání této nové technologie bude spíše minimální, opak je ale pravdou.

Systémy AI ke svému fungování využívají stovky miliard parametrů, které výrazně prodlužují a komplikují generování každé odpovědi. Své předešlé odpovědi si navíc nepamatují, každý požadavek tak musí systém vypočítávat nově. Průměrný telefon nebo počítač, který má člověk doma, by tak sám o sobě s největší pravděpodobností žádný z dnes již rozšířených AI nástrojů nedokázal spustit, natož vygenerovat odpověď v přijatelném čase.

AI rychlosti dosahuje tím, že její výpočty neprobíhají přímo na daném zařízení, ale ve vzdálených datových centrech, která vygenerovaný výsledek pouze odesílají k uživateli.

Tato datová centra využívají obrovské množství elektřiny, velkou část z této elektřiny přitom na svou funkci spotřebují právě AI nástroje. Z těch nejvíce prominentních AI nástrojů většina využívá datová centra dvou společností, buď firmy Google nebo firmy Microsoft. Produkce emisí datových center společnosti Google se například v posledních letech zvýšila o téměř 50 procent.

U datových center Microsoftu pak jde o zvýšení o více než 20 procent. Obě společnosti přitom AI jmenují jako jeden z hlavních důvodů pro zvýšení množství využívané elektřiny a potažmo také emisí.

Pro srovnání, datová centra obou výše zmíněných společností za minulý rok dohromady spotřebovala necelých 50 terawatthodin elektřiny, což se téměř vyrovná spotřebě celé České republiky za stejné období.

Zahrneme-li všechna existující datová centra, situace je pak ještě o něco závažnější. „Pokud budeme vycházet z údajů Mezinárodní energetické agentury, tak roční spotřeba datacenter předloni dosáhla 460 terawatthodin, což odpovídá přibližně dvěma procentům veškeré globální spotřeby elektřiny nebo téměř osminásobku čisté spotřeby České republiky. Teď tyto nároky na energii dále zvyšuje umělá inteligence, která má několikanásobně vyšší spotřebu než například tradiční vyhledávání na internetu,“ popsal Oldřich Sklenář, expert na změnu klimatu a energetiku z Asociace pro mezinárodní otázky.

Neustále rostoucí energetické nároky datových center spojené s provozováním AI vytváří tlak na produkci stále více elektřiny. „Existují velice dobrá data na to, že kvůli datovým centrům, která se začínají rozrůstat napříč světadíly, se už nezavírají existující uhelné elektrárny. Zároveň se objevuje čím dál více iniciativ s cílem stavět více elektráren,“ uvedl Juraj Hvorecký, odborník z Centra pro environmentální a technologickou etiku.

I když se společnosti provozující největší světová datová centra pokouší postupně přecházet na zdroje obnovitelné energie, tento proces je pomalý a se současnými technologiemi také těžko proveditelný. Velká část datových center se totiž nachází v zemích, kde uhelné elektrárny jasně převyšují ostatní způsoby produkce elektřiny.

Emise z výroby elektřiny přitom nejsou jediným problémem, který zatěžuje provoz datových center. Ta totiž kromě elektřiny spotřebují také velké množství vody využívané na chlazení. „Datová centra mají obrovské nároky na chlazení. Velcí poskytovatelé se je proto často snaží umisťovat do oblastí s chladnějším klimatem,“ vysvětlil Sklenář.

Například jedno malé datové centrum s tradičním chlazením dokáže podle odborných odhadů spotřebovat kolem 25,5 milionů litrů vody ročně.

Napříč různými sektory se dnes usiluje o energetické úspory, právě AI je ale oblastí, která svou spotřebu naopak významně zvyšuje. „Naše spotřeba roste téměř stejně rychle, jak rychle jsme schopni generovat nízkoemisní elektřinu. V současnosti se ukazuje, že dosavadní řešení nám možná nebudou stačit,“ řekl Sklenář.

Pro budoucnost AI se nabízí několik možných cest, které by mohly vést ke zmírnění jejího dopadu na životní prostředí. Možnou záchranu představují potenciální nové způsoby výroby energie. Například Sam Altman, výkonný ředitel společnosti OpenAI stojící například za ChatGPT, se na letošním lednovém zasedání Světového ekonomického fóra nechal slyšet, že pro další rozvoj umělé inteligence bude nutný průlom v oblasti energetiky. „Motivuje nás to začít investovat do nukleární fúze,“ upřesnil Altman.

Nukleární fúze by mohla díky své vysoké efektivitě nahradit v současnosti využívané neekologické zdroje energie, jako jsou uhelné elektrárny. I když by ale investice velkých technologických firem mohly vývoj této technologie urychlit, její rozšíření je zatím stále v daleké budoucnosti. „Zatím to vypadá, že jsme pořád alespoň čtyřicet až padesát let od širokého komerčního využití této technologie,“ uvedl Sklenář.

Řešení pak může spočívat také na druhé straně. Místo zvyšování produkce elektřiny můžeme snižovat její spotřebu. V případě AI může její nároky na energii snižovat tvorba efektivnějšího softwaru, který dokáže být stejně výkonný a přitom používat méně dat i elektřiny.

Na technologické úrovni by pak výzkumníky mohl inspirovat lidský mozek. „Už máme generativní systém s mnohem větší kapacitou než jakýkoliv současný komerční software, a tím je lidský mozek. Ten navíc spotřebuje velmi malé množství energie. Může se proto vyplatit napodobovat v technologiích náš mozek, ať už skrze tvorbu umělých silikonových neuronů nebo přímé zapojení biologického materiálu,“ doplnil Hvorecký.

Poslední možností, nad kterou odborníci uvažují, je přesun pracovní zátěže. Mezitím co datová centra ve střední Evropě nebo Severní Americe odebírají většinu své elektřiny z elektráren fungujících na obnovitelné zdroje, v řadě zemí Asie je tomu naopak. Například datová centra společnosti Google v Kataru a Saudské Arábii fungovala v minulém roce ze 100 procent na energii z neobnovitelných zdrojů.

Při provozu datových center se pak také podstatně liší produkce emisí podle denní doby, protože se hodinu od hodiny mění složení zdrojů elektřiny, které tato centra pohání.

Řešení se tak nabízí v podobě přesouvání práce AI na ta datová centra, která mají právě v daný moment nejvyšší poměr energie z obnovitelných zdrojů a tím pádem nižší uhlíkovou stopu. „Jde o rozumné částečné řešení, které ale nepodchycuje ten opravdu zásadní problém. Že bude energie málo,“ vysvětlil Hvorecký.

Ty nejrozšířenější ze současných nástrojů umělé inteligence dosahují desítek milionů aktivních uživatelů, čím více požadavků přitom musí AI zpracovávat, tím více produkuje emisí. Ideální tak je používat nástroje AI pouze tehdy, pokud jsou opravdu potřeba, a nejen z nudy anebo na úkoly, které může bez problémů splnit méně náročný nástroj. „Důležité je, aby si uživatelé vůbec uvědomovali, že má AI za sebou nějakou fyzickou stopu a vysokou spotřebu energie a aby tyto nástroje využívali s rozmyslem,“ řekl Sklenář.

Další možností pro snížení dopadu ze strany uživatele je pak výběr AI přesně na konkrétní účel. „Víceúčelové modely AI jsou dnes velkou módou, protože dokážou libovolně pracovat s textem, zvukem i obrazem. Aby to ale bylo možné, pracují s mnohem větším množstvím parametrů. Platí tedy, že čím více je AI model specifický, tím menší má spotřebu energie,“ popsal Hvorecký.

To, že uživatelé používají AI často nevhodně nebo zbytečně, se ukazuje na příkladu chatbotu ChatGPT. Skrze projekt WildChat američtí výzkumníci zpřístupnili soubor milionu skutečných konverzací vedených s ChatGPT, velká část z nich přitom na první pohled nepředstavuje užitečné nebo nutné použití AI nástroje.

Z více než půl milionu konverzací vedených v angličtině například v řádu desetitisíců případů uživatel chatbot žádá o hraní rolí nebo o pomoc s domácími úkoly. V řádu tisíců se pak také objevují zprávy s pozdravem nebo loučením, žádosti o recepty, překlad anebo třeba pokusy o donucení chatbotu porušit svá pravidla.

Regulace umělé inteligence i jejích dopadů na planetu je zatím v začátcích. V červnu minulého roku vydala Evropská unie Akt o umělé inteligenci, první mezinárodní dokument sloužící jako regulace AI. Tento dokument mimo jiné firmám ukládá povinnost transparentnosti, budou tedy muset zákazníkům jasně prokazovat, kolik bylo na trénování i provoz umělé inteligence spotřebováno elektřiny.