สถาบันข้อมูลขนาดใหญ่ (องค์การมหาชน)

AI คือคำตอบต่อปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของอาร์กติกหรือไม่?

Oct 31, 2022
AI แก้ปัญหาโลกร้อน ได้อย่างไรบ้าง

โครงการ AI ของ ASU AI วิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่ เพื่อช่วยให้นักวิเคราะห์ค้นพบวิธีการแก้ปัญหาโลกร้อนที่อาร์กติก ( AI แก้ปัญหาโลกร้อน )

อาร์กติกกำลังเผชิญวิกฤตทางภูมิอากาศจากการคุกคามของผู้คนในบริเวณนั้นและบริเวณอื่น ๆ ทั่วโลก แม้ว่าเราจะมีวิธีแก้วิกฤตนี้โดยใช้วิธีแก้ปัญหาที่ใช้กันทั่วโลกก็ตาม แต่วิธีเหล่านั้นก็เหมือนจะไม่สามารถทำได้

เป็นเวลาหลายปีมาแล้วที่ดาวเทียมและโดรนได้เก็บข้อมูลทางวิทยาศาสตร์จำนวนมากมายจากพื้นที่อาร์กติกที่ห่างไกลและไม่ได้รับการสำรวจ แต่ปัญหาคือการเก็บข้อมูลเหล่านี้มาเป็นเวลาหลายปีทำให้เรามีข้อมูลมากเกินไป และแทบจะเป็นไปไม่ได้ที่จะตีความข้อมูลเหล่านั้นออกมาได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งหนึ่งในอาจารย์ของมหาวิทยาลัยแอริโซนาสเตต (Arizona State University, ASU) มีความหวังที่จะเปลี่ยนแปลงเรื่องนี้

ในเดือนสิงหาคม เวนเวน ลี (Wenwen Li) กับหุ้นส่วนของเธอได้รับเงินวิจัยจำนวน 1 ล้านดอลลาร์สหรัฐ เพื่อช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้ที่จะใช้ปัญญาประดิษฐ์ในการแก้ปัญหาภัยพิบัติที่กำลังจะเกิดขึ้นที่อาร์กติก และลีก็เป็นหัวหน้าคณะนักวิจัยในโครงการดังกล่าว 

“ปัญหาที่อาร์กติกนั้นถือว่าเป็นปัญหาที่ต้องได้รับการแก้ไขอย่างเร่งด่วนมาก” ลีกล่าว เธอคือนักวิทยาศาสตร์ข้อมูลที่ได้รับการอบรมในเรื่องวิทยาการคอมพิวเตอร์และวิทยาศาสตร์โลกทั้งระบบ (Earth System Science) ที่ ASU “เราต้องแก้ไขปัญหาให้เร็วที่สุดเท่าที่เราสามารถทำได้”

ข้อมูลขนาดใหญ่

ลี อาจารย์แผนก ภูมิศาสตร์วิทยาและการวางผังเมือง ของ ASU ได้กล่าวไว้ว่า การวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่ในเชิงวิทยาศาสตร์เป็นเรื่องที่ท้าทายเป็นอย่างมาก และเราอาจจะประเมินการวิเคราะห์ดังกล่าวไว้ต่ำเกินไป

จากคลังข้อมูลการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของ NASA ถูกประมาณการณ์ว่าจะมีข้อมูลปริมาณกว่า 350 เพตะไบต์ภายในปี 2030 หรือเทียบได้กับจำนวนหน้ากระดาษพร้อมข้อความแบบไม่มีบรรทัดว่าง 10 ล้านหน้า และบริษัทดาวเทียม MaxarTechnologies จะมีภาพถ่ายทั่วโลกมากกว่า 125 เพตะไบต์ ซึ่งนั่นก็เทียบได้กับจำนวนจดหมายที่ไปรษณีย์สหรัฐทำการจัดส่งเป็นเวลากว่า 25 ปี

ปัญหาที่ได้กล่าวไปนั้น เป็นเพียงแค่ส่วนหนึ่งของปัญหาอีกมากมาย ยังมีอีกองค์ประกอบหนึ่งนั่นก็คือ การที่รวบรวมข้อมูลในปริมาณมากและนำมาวิเคราะห์ เพื่อหาชุดข้อมูลที่นักวิทยาศาสตร์ต้องการมากที่สุด เพราะ ณ ตอนนี้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่เหล่านักวิทยาศาสตร์ในอาร์กติกใช้อยู่นั้น ไม่มีศักยภาพมากพอที่จะเก็บรวมและตีความข้อมูลในปริมาณมากขนาดนั้นได้ ซึ่งการตีความข้อมูลเป็นสิ่งจำเป็นยิ่งเพื่อแก้ไขปัญหาที่อาร์กติกกำลังเผชิญ

ลี ผู้อำนวยการห้องแล็บ โครงสร้างพื้นฐานทางไซเบอร์และปัญญาประดิษฐ์ ที่วิทยาเขต Tempe ของ ASU ได้กล่าวไว้ว่า “ข้อมูลเพียงอย่างเดียวไม่สามารถช่วยอะไรได้ เพราะสิ่งที่เราต้องการคือความสามารถในการวิเคราะห์ข้อมูลปริมาณมหาศาล เพื่อให้ได้องค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่มีที่มีประโยชน์ โดยการที่จะทำสิ่งนี้ได้นั้นจำเป็นต้องใช้ปัญญาประดิษฐ์เข้ามาช่วย อย่างไรก็ดีนักวิทยาศาสตร์ในอาร์กติกหลายคนไม่มีความสามารถในการใช้ปัญญาประดิษฐ์ได้”

ลีกับหุ้นส่วนของเธอตั้งเป้าจะใช้เงินทุนวิจัยเพื่อพัฒนาโปรแกรมอบรมด้านไซเบอร์สำหรับนักวิทยาศาสตร์ในอาร์กติก และบุคลากรจากแผนกอื่น ๆ เพื่อทำให้พวกเขาสามารถเข้าถึง ศึกษา และตีความข้อมูลจำนวนมากที่ซับซ้อนเหล่านี้ได้ด้วยการใช้งานปัญญาประดิษฐ์ โครงการดังกล่าวนี้มีชื่อว่า “Cyber 2A: CyberTraining on AI-driven Analytics for Next Generation Arctic Scientists” โดยโครงการจะเริ่มตั้งแต่เดือนมีนาคมปี ค.ศ. 2023 ไปจนถึงเดือนกุมภาพันธ์ปี ค.ศ. 2026

ลียังกล่าวอีกว่า “วิธีการที่ทันสมัยผ่านการนำเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์เข้ามาช่วยนั้น จะทำให้นักวิทยาศาสตร์ในอาร์กติกมีโอกาสค้นพบสิ่งใหม่ ๆ เพิ่มขึ้น ทำให้เราทราบแน่ชัดว่า จริง ๆ แล้วกำลังเกิดอะไรขึ้นในอาร์กติกกันแน่” ซึ่งงานนี้เป็นการร่วมมือกันระหว่าง 4 หน่วยงาน ได้แก่ มหาวิทยาลัยแอริโซนาสเตท มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่แซนตาบาร์บารา มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์เออร์บานาแชมเปญ และศูนย์วิจัยสภาพภูมิอากาศวูดเวลล์ ซึ่งภายในทีมวิจัยนั้นจะประกอบไปด้วยผู้เชี่ยวชาญในด้านต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นด้านโครงสร้างพื้นฐานทางไซเบอร์ ด้านการประมวลผลประสิทธิภาพสูง ด้านปัญญาประดิษฐ์และด้านวิทยาศาสตร์อาร์กติก ( AI แก้ปัญหาโลกร้อน )

ปัญหาของขั้วโลก

รายงานจากสถาบันอุตุนิยมวิทยาของฟินแลนด์ได้ระบุว่า ตั้งแต่ปี 1979 การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและภาวะโลกร้อนบริเวณอาร์กติกได้เกิดขึ้นในอัตราที่รวดเร็วมาก ถ้าเทียบกับบริเวณอื่นของโลกแล้ว ที่อาร์กติกเกิดมากกว่าบริเวณอื่น ๆ มากถึง 4 เท่าเลยทีเดียว การละลายของน้ำแข็งในอาร์กติกที่มีพื้นที่ประมาณ 177.6 พันล้านตารางฟุตนั้นส่งผลกระทบอย่างมากต่อโครงสร้างของโลก เพราะตอนนี้โครงสร้างชั้นดินเยือกแข็งคงตัว (Permafrost) กำลังทรุดตัวลง

โครงสร้างพื้นฐานของโลกที่ไม่มั่นคงนี้ ส่งผลกระทบกับทุกสิ่ง ตั้งแต่เศรษฐกิจไปจนกระทั่งการใช้ชีวิตอย่างการหาอาหารหรือการรักษาที่อยู่ของสัตว์ในบริเวณนั้น เช่น หมีขั้วโลก วอลรัส สุนัขจิ้งจองอาร์กติก กวางคาริบู เป็นต้น ไม่เพียงเท่านี้เมื่อน้ำแข็งหายไป การสะท้อนของแสงอาทิตย์ก็หายไปด้วย ทำให้พลังงานจากดวงอาทิตย์ถูกกักเก็บไว้ที่โลกมากขึ้น นอกจากนี้ การละลายของน้ำแข็งยังปล่อยสารมีเทนหรือแก๊สเรือนกระจกด้วย ซึ่งนำไปสู่ภาวะโลกร้อน และหากยังมีการละลายของน้ำแข็งอย่างต่อเนื่อง อีกไม่นานเราอาจจะได้เห็นจุดจบของแดนน้ำแข็งนี้

Nature Climate Change ได้คาดการณ์ไว้ว่า ภายในปี 2040 จะไม่มีน้ำแข็งในอาร์กติกอีกต่อไป และเนื่องจากปริมาณน้ำแข็งในอาร์กติกนั้นมีส่วนสำคัญอย่างมากในการควบคุมสภาพภูมิอากาศของโลก การที่ไม่เหลือน้ำแข็งในอาร์กติกย่อมส่งผลกระทบร้ายแรงกับทุกบริเวณทั่วโลก

นักวิทยาศาสตร์ นักธรณีวิทยาและผู้เชี่ยวชาญอื่น ๆ ที่กำลังศึกษาปัญหาเหล่านี้อยู่นั้น ไม่มีกำลังมากพอที่จะติดตามและรับมือกับการละลายของน้ำแข็งในอาร์กติก รวมถึงข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับเรื่องดังกล่าวได้ ทำให้ผู้ออกนโยบายไม่สามารถนำข้อมูลเหล่านี้มาตัดสินใจในการออกนโยบายป้องกันภาวะโลกร้อนแบบเร่งด่วน

ทีมวิจัยรับมือกับความท้าทาย

และจุดนี้แหละ ที่จะเป็นจุดที่ทีมของลีเข้ามามีบทบาท เงินทุนในการวิจัยนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้รับการอบรมด้านการวิเคราะห์ที่เกี่ยวกับ AI เพื่อนำความรู้มาคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงตามเวลาจริงได้อย่างแม่นยำ และท้ายที่สุดเราก็จะพบวิธีการแก้ปัญหาภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศในอาร์กติก

การอบรมนี้จะมีทั้งรูปแบบการเรียนในห้องเรียนทั่วไป การเรียนในออนไลน์ และเปิดเป็นคอร์สผ่านเว็บบินาร์รายเดือน โดยเปิดให้กับทั้งนักวิทยาศาสตร์และนักการศึกษา นอกจากนี้ยังมีการสร้างเครือข่ายวิจัยอาร์กติก AI สำหรับแบ่งปันไอเดียและแหล่งข้อมูลต่าง ๆ เนื้อหาการอบรมทั้งหมดจะถูกเก็บไว้ใน Learning Hub ของศูนย์ข้อมูลอาร์กติก เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์ ผู้เชี่ยวชาญ และผู้พัฒนาสามารถเข้าถึงข้อมูลวิทยาศาสตร์อาร์กติก ธรณีศาสตร์ และข้อมูลที่สำคัญอื่น ๆ ได้

การร่วมมือจากทุกฝ่ายเป็นอีกหนึ่งความพยายามสำคัญ นำไปสู่การทำแผนสรรหาบุคคลเพื่อสร้างแรงงานนักวิจัย STEM ที่มีประสิทธิภาพและหลากหลาย โดยเปิดโอกาสให้กับทุกคนไม่ว่าจะเป็น กลุ่มคนที่เสียเปรียบทางเศรษฐกิจ สตรี สมาชิกชุมชนชาวพื้นเมืองอาร์กติกและอีกมากมาย

“เงินทุนการอบรมด้านปัญญาประดิษฐ์จะช่วยเพิ่มทักษะให้กับเหล่านักวิจัยอาร์กติกและผู้นำรุ่นใหม่ในการนำข้อมูลทั้งหมดที่ถูกเก็บรวบรวมไว้มาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุดได้” อันนา ลิเลียดาห์ล ผู้ร่วมตรวจสอบหลักของโครงการจากศูนย์วิจัยสภาพภูมิอากาศวูดเวลล์กล่าว “มีข้อมูลเพียงไม่ถึงหยิบมือเดียวที่ประมวลผลมาเกือบทศวรรษหลังจากถูกเก็บรวบรวมมา นั่นคือการดำเนินการของวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันเท่าที่ทำได้”

และสุดท้าย ลีกับเพื่อนร่วมงานหวังว่าจะทำหน้าที่ของตนให้ดีที่สุดในการฟื้นฟูสภาพแวดล้อมส่วนหนึ่งของใบนี้ ( AI แก้ปัญหาโลกร้อน )

บทความโดย Dolores Tropiano
เนื้อหาจากบทความของ Arizona State University
แปลและเรียบเรียงโดย ไอสวรรค์ ไชยชะนะ
ตรวจทานและปรับปรุงโดย พีรดล สามะศิริ

Isawan Chaichana

Translator

Peeradon Samasiri, PhD

Project Manager and Senior Data Scientist at Government Big Data Institute (GBDi)