Wie künstliche Intelligenz die Luftverschmutzung in China bekämpfen kann

IBM testet einen neuen Weg, um Pekings erstickende Luftverschmutzung mit Hilfe künstlicher Intelligenz zu lindern. Die chinesische Hauptstadt ist wie viele andere Städte im ganzen Land von Fabriken umgeben, von denen viele mit Kohle betrieben werden und schädliche Partikel ausstoßen. Die Verschmutzungsgrade können jedoch je nach Faktoren wie Industrietätigkeit, Verkehrsstaus und Wetterbedingungen variieren.





Eine Frau mit Gesichtsmaske geht am 16. Januar 2014 durch eine Straße in Peking.

Die IBM-Forscher testen ein Computersystem, das lernen kann, die Schwere der Luftverschmutzung in verschiedenen Teilen der Stadt mehrere Tage im Voraus vorherzusagen, indem es große Datenmengen aus mehreren verschiedenen Modellen kombiniert – eine äußerst komplexe Rechenaufgabe. Das System könnte schließlich konkrete Empfehlungen geben, wie die Umweltverschmutzung auf ein akzeptables Maß reduziert werden kann – beispielsweise durch die Schließung bestimmter Fabriken oder die vorübergehende Beschränkung der Anzahl der Fahrer auf den Straßen. Ein vergleichbares System wird auch für eine Stadt in der Provinz Hebei entwickelt, einem stark betroffenen Gebiet im Norden des Landes.

Wir haben ein Prototypsystem gebaut, das hochauflösende Luftqualitätsprognosen 72 Stunden im Voraus erstellen kann, sagt Xiaowei Shen, Direktor von IBM Research China . Unsere Forscher erweitern derzeit die Fähigkeit des Systems, mittel- und langfristig (bis zu 10 Tage im Voraus) sowie die Verfolgung von Schadstoffquellen, „Was-wäre-wenn“-Szenarioanalysen und Entscheidungshilfen für Maßnahmen zur Emissionsreduzierung bereitzustellen.



Das Projekt mit dem Namen Green Horizon ist ein Beispiel dafür, wie breit IBM hofft, seine Forschung auf die Nutzung von fortschrittlichem maschinellem Lernen anzuwenden, um Erkenntnisse aus riesigen Datenmengen zu extrahieren – etwas, das das Unternehmen Cognitive Computing nennt. Das Projekt hebt auch eine Anwendung der Technologie hervor, die IBM in andere Länder exportieren möchte, in denen Umweltverschmutzung ein wachsendes Problem darstellt.

IBM treibt künstliche Intelligenz derzeit in vielen verschiedenen Branchen voran, vom Gesundheitswesen bis zur Beratung. Die Cognitive Computing-Bemühungen umfassen die Verarbeitung natürlicher Sprache und statistische Techniken, die ursprünglich für das Watson-Computersystem entwickelt wurden, das an der Spielshow teilnahm Gefahr! , zusammen mit vielen anderen Ansätzen für maschinelles Lernen (siehe Why IBM Just Buy Millions of Medical Images und IBM Pushes Deep Learning with a Watson Upgrade ).

Die Vorhersage der Verschmutzung ist eine Herausforderung. IBM verwendet Daten, die von bereitgestellt werden Pekinger Umweltschutzbüro um seine Modelle zu verfeinern, und laut Shen haben die Vorhersagen eine Auflösung von einem Kilometer und sind 30 Prozent genauer als die durch herkömmliche Ansätze abgeleiteten. Er sagt, dass das System adaptives maschinelles Lernen verwendet, um die beste Kombination von zu verwendenden Modellen zu bestimmen.



Umweltverschmutzung ist ein großes Problem für die öffentliche Gesundheit in China, das laut Angaben jedes Jahr für mehr als eine Million Todesfälle verantwortlich ist eine Studie durchgeführt von Forschern der University of California, Berkeley. Es ist auch ein wichtiges Thema der öffentlichen und politischen Debatte.

China hat sich im Rahmen des Aktionsplans zur Vermeidung und Kontrolle der Luftverschmutzung verpflichtet, die Luftqualität bis 2017 um 10 Prozent zu verbessern. Im vergangenen April zeigte eine Analyse von 360 chinesischen Städten durch die Wohltätigkeitsorganisation Greenpeace East Asia mit Sitz in Peking, dass 351 von ihnen Luftverschmutzungswerte aufwiesen, die Chinas eigene Luftqualitätsstandards überstiegen, obwohl sich die Werte seit dem Zeitraum vor 12 Monaten verbessert hatten. Der gemessene durchschnittliche Feinstaubgehalt in der Luft war mehr als das Zweieinhalbfache des Grenzwerts empfohlen von der Weltgesundheitsorganisation.

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