AI là bạn hay thù của môi trường?

Trí tuệ nhân tạo (AI) được kỳ vọng cung cấp nhiều giải pháp ứng phó biến đổi khí hậu. Nhưng để phát triển AI, thế giới lại tiêu tốn quá nhiều tài nguyên và năng lượng.

Nhắc tới trí tuệ nhân tạo (AI), người ta thường nghĩ đến những tiến bộ công nghệ khiến con người phải ngạc nhiên. Khi trò chuyện với một hệ thống AI như ChatGPT, ít ai để ý đến rằng hệ thống này phải cần bao nhiêu nước để làm mát và với cả một trung tâm dữ liệu, lượng điện, nước mà nó sử dụng phải lớn đến chừng nào?

Do đó, các chuyên gia đã phải xem xét đến hai mặt của vấn đề. Trong khi AI cung cấp nhiều giải pháp cho các vấn đề môi trường thì mặt khác, nó lại đang rút cạn các nguồn tài nguyên và góp phần gây biến đổi khí hậu.

Vậy AI là "bạn" hay "thù" của môi trường và làm thế nào để cân bằng những tác động lợi - hại của AI với tự nhiên?

Công cụ hữu hiệu để bảo vệ môi trường

Hydrus là một thiết bị không người lái hoạt động dưới nước, sử dụng AI để khảo sát rạn san hô Great Barrier ở Australia. Hiện tượng tẩy trắng hàng loạt đang diễn ra trên khắp hệ sinh thái rạn san hô lớn nhất thế giới, thường do nước biển ấm lên gây ra.

Bà Melanie Olsen từ Viện Khoa học hàng hải Australia chia sẻ: "Trước đây, chúng tôi điều các đội lặn thực hiện việc này. Nay chúng tôi phải tăng cường các phương pháp khảo sát của mình bao gồm việc sử dụng robot, cho phép chúng tôi mở rộng quy mô, đi sâu hơn".

Hoạt động diễn ra hoàn toàn tự động, Hydrus có phạm vi hoạt động gần 9 km trong tối đa 3 giờ. Nó có thể lặn sâu tới hơn 3 km và quay video bằng camera 4K. Nó cũng đang được sử dụng để xây dựng bản đồ 3D về rạn san hô.

Trong khi đó, tại thành phố ven biển Rio de Janeiro ở Brazil, các nhà khoa học dùng thiết bị bay không người lái để phân tán hạt giống ở những khu vực khó tiếp cận. Máy tính được AI hỗ trợ nhằm xác định các mục tiêu cụ thể và số lượng hạt giống.

Sử dụng thiết bị bay không người lái để phân tán hạt giống tại những khu vực khó tiếp cận (Ảnh: GenK)

Một thiết bị bay không người lái có khả năng phân tán 180 hạt giống mỗi phút, nhanh hơn 100 lần so với việc sử dụng bàn tay con người.

Ông Gregory Maitre - Giám đốc điều hành công ty Morfo, Brazil - cho biết: "Nếu một người gieo hạt bằng tay, có thể gieo trung bình 1 ha mỗi ngày ở những khu vực có thể tiếp cận được. Thiết bị bay không người lái có thể trồng 50 ha mỗi ngày, trong khi một người điều khiển được 3 thiết bị cùng một lúc".

Tại cơ quan phòng cháy chữa cháy bang California (Mỹ), AI được sử dụng để hỗ trợ chữa cháy rừng, kết nối các máy học với mạng lưới 1.036 camera nhằm phát hiện các đám cháy nhanh hơn.

Một ví dụ gần đây cho thấy tiềm năng của nền tảng này, khi một đám cháy bùng phát lúc 3h sáng tại rừng quốc gia Cleveland hẻo lánh và rậm rạp. Trong lúc mọi người đang ngủ và bóng đêm che mất làn khói, đám cháy đó có thể lan dữ dội. Nhưng chỉ trong vòng 45 phút, đám cháy đã được dập tắt. AI đã gửi cảnh báo cho đội trưởng đội cứu hỏa đang trực, ông đã điều khoảng 60 lính cứu hỏa cùng 7 xe cứu hỏa, 2 máy ủi, 2 xe chở nước. Ngọn lửa đã được khống chế chỉ trong một khu vực rộng 36 m2.

Kẻ hút cạn tài nguyên môi trường

Không phải tất cả những gì AI làm đều là món quà đối với môi trường. Giống như con người cần năng lượng để hoạt động, AI cũng vậy. Nhưng nếu biết rằng để đào tạo một mô hình AI, bao nhiêu lượng CO2 được thải ra hay một trung tâm dữ liệu tiêu tốn bao nhiêu nước mỗi giây, có lẽ nhiều người sẽ rất ngạc nhiên.

Những tiếng ồn mà cư dân ở Chandler, Arizona nghe thấy bất kể ngày đêm là âm thanh của một trung tâm dữ liệu xử lý hàng tỷ yêu cầu/lệnh trong ngày. Nếu coi AI là bộ não thì trung tâm dữ liệu là cơ thể hỗ trợ bộ não làm việc.

Theo Cơ quan Năng lượng quốc tế, có hơn 8.000 trung tâm dữ liệu trên thế giới. Việc tiêu thụ năng lượng của các trung tâm dữ liệu dự báo sẽ tăng gấp đôi vào năm 2026 so với năm 2022.

Nhà nghiên cứu AI Jesse Dodge cho biết: "Khi tôi bắt đầu nghiên cứu AI 10 năm trước, tôi có thể chạy hầu hết các hệ thống AI mà tôi sử dụng trên laptop. Nhưng ngày nay, chúng ta đã dùng đến những siêu máy tính. Những hệ thống AI lớn mà mọi người quen thuộc như chatbot hay các trình tạo ảnh chạy trên những siêu máy tính cực lớn và ngốn một lượng điện khổng lồ".

Lượng điện khổng lồ ấy tạo ra một lượng nhiệt khổng lồ và cả tiếng ồn. Để các trung tâm dữ liệu không bị quá nhiệt, nó cần phải được làm mát, thường là bằng 1 trong 2 cách: dùng rất nhiều điều hòa nhiệt độ hoặc nước.

Thử tưởng tượng bạn tham gia vào một cuộc trò chuyện gồm 15 câu hỏi với ChatGPT về việc làm thế nào để nhận thức tốt hơn về môi trường, các chuyên gia ước tính, bạn sẽ phải tiêu tốn khoảng nửa lít nước. Với Google, vấn đề lớn hơn nhiều sau khi công bố kế hoạch xây dựng trung tâm dữ liệu trị giá 200 triệu USD ở một khu lao động tại Chile.

Ông Sebastian Lehuede tại Khoa Đạo đức, AI và Xã hội của trường King''s College London cho biết: "Người ta đã giật mình khi phát hiện ra rằng, trung tâm dữ liệu của Google sẽ ngốn 168 lít nước mỗi giây ở một nơi đang đối mặt với hạn hán".

Việc cấp giấy phép hoạt động cho trung tâm dữ liệu của Google tại Santiago, Chile đã bị treo cho đến khi nào Google điều chỉnh kế hoạch làm mát các máy chủ. Một kế hoạch xây dựng trung tâm dữ liệu khác của Google ở Uruguay cũng đang vấp phải sự phản đối tương tự bởi tiêu tốn quá nhiều nước.

Tuy nhiên, nước không phải nguồn tài nguyên thiên nhiên duy nhất mà AI cần. Nó còn ngốn một lượng điện khổng lồ mà phần lớn điện trên thế giới hiện nay vẫn được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch. Trong khi đó, nhiên liệu hóa thạch lại thải ra khí nhà kính gây biến đổi khí hậu. Huấn luyện một mô hình AI tạo ra lượng CO2 cao gấp 5 lần mà một chiếc ô tô thải ra trong suốt vòng đời hoạt động, bao gồm lượng khí thải ra trong quá trình sản xuất xe và khí thải từ việc tiêu thụ nhiên liệu sau khi nó rời nhà máy.

Cân bằng tác động lợi - hại của AI đối với môi trường

AI là công cụ hữu hiệu để bảo vệ môi trường, tuy nhiên, nó cũng cho thấy những tác động tiêu cực như tiêu tốn quá nhiều tài nguyên.

Theo phóng viên Anh Phương thường trú Đài Truyền hình Việt Nam tại Trung Đông, thực chất nỗi lo tiêu tốn tài nguyên, nhiên liệu của các trung tâm dữ liệu không phải là câu chuyện mới mẻ. Tại Vùng Vịnh đang có một cuộc chạy đua xây dựng các trung tâm dữ liệu trên sa mạc, nổi bật hơn cả là hai quốc gia Các Tiểu vương quốc Arab Thống nhất và Saudi Arabia.

Nhiều người cho rằng, ai có được những trung tâm dữ liệu vượt trội, người đó sẽ nắm được sức mạnh trong thời đại Internet kết nối vạn vật và trí tuệ nhân tạo. Vậy nhưng trung tâm dữ liệu trên sa mạc, dưới cái nóng của hè lên tới 50 - 55oC, liệu sẽ phải tồn tại như thế nào?

Thời gian trước đây, nguồn dầu mỏ và khí đốt dồi dào tại Vùng Vịnh, được nơi đây xem là ưu thế để vận hành cũng như để làm mát các trung tâm dữ liệu. Nhưng hiện nay, người ta đang nhìn thấy rằng sẽ không thể lấy dầu mỏ hay khí đốt để tưới mát cho các trung tâm dữ liệu mãi được. Và năng lượng tái tạo đang được tính đến.

Các quốc gia Vùng Vịnh nằm ở vành đai mặt trời của Trái đất. Từ những mỏ dầu, "vàng đen", Vùng Vịnh nay đang ngày càng hướng đến năng lượng mặt trời, được ví von là nguồn "vàng xanh", để thực hiện những tầm nhìn mới cho mình. Ngoài ra, một số công nghệ cũng được thử nghiệm như việc đặt các máy chủ ngâm trong các bồn chứa chất làm mát. Điều này được cho sẽ giúp bớt tiêu tốn nước hơn cho nhu cầu làm mát của các trung tâm dữ liệu.

Dù những trung tâm dữ liệu chạy bằng năng lượng tái tạo hay các công nghệ bồn chứa để làm mát cho máy chủ cũng mới chỉ ở những giai đoạn thử nghiệm nhưng công nghệ phát triển vẫn đang phát triển rất nhanh, người ta hoàn toàn có thể tìm ra những chìa khóa có thể giải quyết hữu hiệu cho vấn đề này. Quan trọng hơn cả là phải có một sự quan tâm đúng mức để giải quyết.

Kiểm soát tác động của AI đến môi trường

Vấn đề AI tiêu thụ năng lượng cao ngày càng nhận được nhiều sự quan tâm nên các chính quyền cũng bắt đầu phải tính đến các quy định để kiểm soát tác động của AI đến môi trường.

Tại Liên minh châu Âu, Đạo luật AI đặt ra các yêu cầu đối với những "hệ thống AI có rủi ro cao". Các hệ thống này phải được thiết kế và phát triển với khả năng ghi lại mức tiêu thụ năng lượng, đo lường hoặc tính toán việc sử dụng tài nguyên và tác động môi trường trong suốt vòng đời của hệ thống.

Những yêu cầu này chủ yếu tập trung vào tính minh bạch, đảm bảo rằng các bên liên quan có quyền truy cập vào dữ liệu về mức tiêu thụ năng lượng. Tuy nhiên, có những thách thức trong việc phát triển một chiến lược chung để đánh giá mức tiêu thụ năng lượng, một phần là do những thay đổi nhanh chóng trong thiết kế, triển khai và các phần cứng.

Ngoài các chính phủ, các công ty công nghệ cũng đã có giải pháp lâu dài nào cho các vấn đề môi trường. Gã khổng lồ công nghệ Microsoft đã đặt ra mục tiêu tham vọng là âm Carbon vào năm 2030. Để hiện thực hóa mục tiêu này, họ đã mua 95.000 tấn tín chỉ thu hồi Carbon, bằng cách sử dụng than sinh học từ chất thải rừng, chôn sâu dưới lòng đất để thu giữ Carbon.

Đây là hành động rất đáng hoan nghênh nhưng mới chỉ là một phần nhỏ so với lượng khí thải hàng năm trên toàn cầu. Để bảo vệ môi trường, thế giới cần nhiều hơn những hành động như thế.

GenK