AI คือคำตอบต่อปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของอาร์กติกหรือไม่?

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