4 cách mà IoT và khoa học dữ liệu đang được sử dụng để đối phó với biến đổi khí hậu

Các công nghệ mới, như Internet vạn vật (IoT), trí tuệ nhân tạo (AI) và khoa học dữ liệu ứng dụng nói chung, có khả năng thúc đẩy sự hiểu biết và khả năng giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu một cách hiệu quả.

Giải pháp IoT đối phó với biến đổi khí hậu.

IOT có một lời hứa là làm cho tất cả các loại thiết bị và môi trường trở nên hiệu quả hơn và đáp ứng với các biến động trong thời gian thực đang sử dụng. Điều này có nghĩa là các hệ thống IoT ở các cấp độ thực hiện khác nhau có thể ảnh hưởng đến việc sử dụng năng lượng và khí thải. Vào năm 2015, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng ngành công nghiệp công nghệ thông tin và truyền thông (bao gồm cả IoT) có thể giúp giảm tới 63,5 gigatons, hoặc 15% trên tất cả các lĩnh vực công nghiệp vào năm 2030.

Các tòa nhà xanh là một công dụng của IoT có thể làm giảm đáng kể lượng khí thải nhà kính. Các thành phố đã chiếm gần 3/4 lượng khí carbon dioxide của thế giới dẫn tới tiềm năng tăng cường xây dựng công trình xanh để có tác động tích cực hơn tới môi trường là rất lớn. Trong số những thứ khác, IoT tích hợp cung cấp dữ liệu thời gian thực để cải thiện chi phí cho các tòa nhà. Các tòa nhà xanh cũng có thể giảm tác động môi trường bằng cách sử dụng vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường, tăng không gian xanh trong thành phố và được định vị hiệu quả để giảm thời gian đi lại.

Rõ ràng là dân số tăng nhanh đang tác động tiêu cực đến môi trường của chúng ta. Các nhà nghiên cứu dự đoán rằng vào năm 2050, 2/3 dân số thế giới sẽ sống ở các thành phố, do đó, một vấn đề quan trọng là làm thế nào các thành phố đó có thể tiết kiệm năng lượng. Thành phố thông minh có thể sử dụng hệ thống IoT để cung cấp nước hiệu quả hơn, cải thiện tình trạng tắc nghẽn để giảm thời gian sử dụng xe hơi và cung cấp phương tiện giao thông công cộng đáng tin cậy. Thành phố thông minh cũng có thể thực hiện các biện pháp tiết kiệm năng lượng bằng cách khuyến khích làm việc từ xa và giám sát rác và ô nhiễm.

IoT có liên quan đến các cộng đồng nông nghiệp. Với dân số ngày càng tăng, nông dân sẽ cần sản xuất nhiều lương thực hơn và sử dụng các phương pháp bền vững hơn. Các phương pháp canh tác hiện nay sử dụng nước với tỷ lệ rủi ro và dẫn đến suy thoái đất. Tích hợp các công nghệ IoT, chẳng hạn như các cảm biến thu thập dữ liệu về độ ẩm của đất, thời tiết và mức độ bón phân, có thể giúp nông dân tối ưu hóa việc tưới tiêu và sản xuất. Máy kéo tự động có thể đảm nhiệm việc khoan, gieo hạt và phun thuốc để giảm thời gian lao động của con người.

Cuối cùng, IoT có thể được sử dụng để bảo vệ đa dạng sinh học theo những cách đáng kinh ngạc. Rainforest Connection đang sử dụng các hệ thống IoT để xác định và ngăn chặn việc đăng nhập bất hợp pháp. Bee Corp sử dụng các thiết bị IoT trong tổ ong để theo dõi những con ong khỏe mạnh và cảnh báo những người nuôi ong để can thiệp. Nhiều khu bảo tồn động vật hoang dã đang sử dụng các máy ảnh được kết nối để giám sát các khu vực hoang dã rộng lớn và săn bắn, săn trộm bất hợp pháp.

Chúng ta đã thấy sự tích hợp IoT trong các ngôi nhà, nhưng khi công nghệ này trở nên phổ biến hơn ở quy mô lớn thì giá trị của nó trong việc tiết kiệm năng lượng và các lợi ích môi trường khác có thể được công nhận.

Công nghệ thu giữ carbon

Vì trồng rừng sẽ mất nhiều thời gian hơn là giảm carbon trong khí quyển nên các nhà khoa học đã khám phá ra nhiều công nghệ thu giữ carbon khác nhau trong nhiều năm. Công nghệ này hoạt động với các nhà máy than, dầu hoặc khí trong các giai đoạn trước hoặc sau đốt để lưu trữ carbon dioxide trong bể chứa dưới lòng đất và tái chế nó thành nhiên liệu có thể sử dụng. Ví dụ, một nhà máy ở Iceland đang thu giữ và tái chế carbon để sản xuất methanol.

Công nghệ này vẫn cần phát triển hơn nữa bởi vì lưu trữ một lượng lớn carbon dưới lòng đất chỉ là một biện pháp ngăn chặn. Nhưng với nhiều chương trình như dự án đang diễn ra ở Iceland, công nghệ này thực sự có tiềm năng để thay đổi cục diện sản xuất năng lượng truyền thống như một sự bổ sung để chuyển sang sản xuất năng lượng tái tạo.

Sử dụng dữ liệu lớn để hiểu hệ thống trái đất

Đóng góp chính của khoa học dữ liệu là nó cung cấp thông tin mạnh mẽ và các cách để phổ biến thông tin đến công chúng. Sự gia tăng của dữ liệu lớn đã giúp các nhà khoa học hiểu được các điều kiện môi trường và thời tiết trong quá khứ và hiện tại để thiết lập các xu hướng đáng tin cậy, vì vậy chúng ta biết những gì sẽ xảy ra sắp tới và nên hành động thế nào.

Dữ liệu được tạo ra bởi các hệ thống IoT có thể giúp chúng ta tiết kiệm năng lượng và nước, nhưng dữ liệu này cũng giúp các nhà khoa học tạo ra trực quan hóa về biến đổi khí hậu để truyền đạt tốt hơn tới công chúng. Thiếu trực quan đã và đang là một trong những thách thức lớn trong việc thuyết phục công chúng về các chính sách thân thiện với khí hậu.

Khoa học dữ liệu cũng giúp hiểu sâu hơn về cách đóng góp vào biến đổi khí hậu của các ngành công nghiệp khác nhau và nơi mà các dịch chuyển môi trường quan trọng nhất như vụ phá rừng đang diễn ra để các nhà khoa học và các nhà hoạch định chính sách có thể hành động một cách hiệu quả.

Ví dụ, dữ liệu lớn tạo ra kiến thức rằng hơn 1/4 cây cối toàn cầu đã bị mất từ năm 2001 đến 2015 có liên quan đến nạn phá rừng thương mại. Một dự án ở California do Planet Labs và Ủy ban Tài nguyên không khí California điều hành đang phóng một vệ tinh để phát hiện các điểm gây ô nhiễm khí hậu, như khí mê-tan, nhằm vào các địa điểm cụ thể để giảm thiểu.

Trí tuệ nhân tạo giúp chúng ta xây dựng một thế giới không ổn định

Một trong những thách thức của việc giải quyết biến đổi khí hậu là tìm hiểu xu hướng và tác động khí hậu từ hành vi con người. AI đang bước vào để giúp các nhà khoa học xây dựng các hệ thống mạnh mẽ có ý thức và học hỏi từ các điều kiện môi trường và giúp con người tìm ra cách đáp ứng các mục tiêu nhất định.

Mô hình khí hậu, một thách thức khoa học được đưa ra là chúng ta chỉ có một hành tinh để trải nghiệm, được giúp đỡ rất nhiều bởi những phát triển gần đây trong AI. Sử dụng công nghệ này, các nhà nghiên cứu sẽ có thể dự đoán tốt hơn môi trường sẽ phản ứng như thế nào với các biến số như nồng độ carbon trong không khí, và lần lượt, để biết những biện pháp nào cần được thực hiện để bảo vệ quần thể người dễ bị tổn thương

AI cũng sẽ giúp chính sách khí hậu và giải pháp cải thiện. Một bài báo của Brookings đã giải thích, AI giúp thị trường hiệu quả hơn và dễ dàng hơn cho các nhà phân tích và người tham gia thị trường để hiểu các hiện tượng phức tạp nhất từ hành vi của lưới điện đến thay đổi khí hậu. Khi các công nghệ trở nên tích hợp tốt hơn với nhau, học máy sẽ giúp các nhà khoa học hiểu được tất cả các dữ liệu theo thống kê để đề xuất các chính sách thích ứng hiệu quả.

Các nhà khoa học có thể sử dụng học máy để nhanh chóng kiểm tra lý thuyết của họ sẽ diễn ra như thế nào trong thời gian thực để xác định các biện pháp can thiệp tốt nhất. Chẳng hạn, Dự án Chân trời xanh của IBM phân tích dữ liệu môi trường và kiểm tra kết quả của chiến thuật giảm ô nhiễm. Microsoft chắc chắn rằng AI là công cụ thay đổi cuộc chơi để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu mà họ đã cam kết hỗ trợ 50 triệu đô la thông qua chương trình AI cho Trái đất của chúng ta cho các dự án tạo ra các ứng dụng AI mới.

Các công nghệ cải thiện sự hiểu biết của chúng ta về biến đổi khí hậu tới một lĩnh vực mới đang phát triển, đó là tin học khí hậu. Lần đầu tiên được đưa ra trong một bài viết của Claire Monteleoni và đồng tác giả vào năm 2012, bộ môn này thu hẹp khoảng cách giữa các nhà khoa học khí hậu và các nhà nghiên cứu AI để khám phá toàn bộ tiềm năng của việc sử dụng công nghệ để hiểu rõ hơn về những gì đang xảy ra với khí hậu của chúng ta. Khi các lĩnh vực khác nhau cùng kết hợp, nghiên cứu khí hậu sẽ hiệu quả hơn nhiều, có thể tạo ra những thay đổi chính sách theo mục tiêu, có lẽ đủ nhanh để cứu chúng ta khỏi thảm họa khí hậu sắp xảy ra.