Eines Tages im Jahr 2019 ging der Forscherin Verónica Bolón, einer Expertin für künstliche Intelligenz, beim Lesen eines wissenschaftlichen Artikels ein Licht auf. „Es hieß, dass das Training eines KI-Sprachmodells im Laufe seiner Lebensdauer CO₂ ausstößt, das dem von fünf Autos entspricht. Ich war schockiert. Künstliche Intelligenz verbraucht viel Energie beim Lernen, nicht mehr nur beim Einsatz, aber bis dahin hatte ich noch nie darüber nachgedacht“, erinnert sie sich, als sie in einem der Räume des Zentrums für Informationsforschung der Universität A Coruña saß und Kommunikationstechnologien (CITIC). Sie und sieben weitere Forscher (insgesamt vier Männer und vier Frauen) bilden eines der Teams in Spanien, die derzeit nach grünen Algorithmen suchen; Mit anderen Worten: Sie sind damit beschäftigt, das große Paradox zu lösen, das der Boom bei Supercomputern, Datenverkehr, der Cloud und chatgpt mit sich bringt. „Künstliche Intelligenz hilft uns, viele Probleme zu lösen, von denen einige auf den Klimawandel zurückzuführen sind, aber gleichzeitig ist sie Teil des Problems“, stellt Bolón fest.

Grüne künstliche Intelligenz ist bestrebt, Lösungen zu entwickeln, die die vorgeschlagenen Ziele erreichen, jedoch auf ökologisch nachhaltige Weise, d. h. unter effizienter Nutzung von Rechenressourcen. Dieses kaum drei Jahre alte Konzept steht im Gegensatz zur roten KI, die Algorithmen nur nach ihrer Leistung schätzt, auch wenn sie mit einem hohen Energieverbrauch verbunden sind. „Jetzt werden grüne Algorithmen wichtiger, wenn auch nicht so wichtig [important as they] sollte sein“, sagt Verónica Bolón. Sie glaubt, dass dieser Mangel an Aufmerksamkeit darauf zurückzuführen ist, dass die Berücksichtigung von Nachhaltigkeit den Interessen der großen Technologieunternehmen im schwindelerregenden Wettlauf um künstliche Intelligenz zuwiderläuft. Sie erklärt, dass Microsoft, google und OpenAI führend sind, indem sie „riesige“ Mengen an Energie verbrauchen. Umweltschützer warnen seit Jahren vor dem ökologischen Fußabdruck dieses Prozesses, betont der Forscher. In der Tat, 2010 berichtete Greenpeace dass die Farmen aus Tausenden von Servern, aus denen die Cloud besteht, „enorme Mengen an Energie für den Betrieb und die Kühlung benötigen“.

Das Aufkommen von ChatGPT, einem faszinierenden Tool, das Millionen von Menschen täglich nutzen, hat das Problem verschärft. „Wir wissen nicht genau, was es verbraucht, aber es muss sein [a] brutal [amount of energy]– sowohl beim Training als auch bei der Verwendung –, weil es viele Daten und sehr große neuronale Netze benötigt. Und es ist nicht etwas, worüber die Leute nachdenken, weil sie auch keine Informationen darüber haben. [The company] heißt OpenAI, aber in [terms of information about energy consumption] Es ist überhaupt nicht geöffnet“, sagt Bolon über das Unternehmen, das die beliebte App auf den Markt gebracht hat und 2015 unter anderem von Sam Altman und Elon Musk als gemeinnützige Organisation gegründet wurde.

Eine Studie der Universität Kopenhagen aus dem Jahr 2020 schätzte, dass eine einzige Trainingssitzung von GPT-3 (dem Textgenerator, auf dem ChatGPT basierte) im Laufe eines Jahres so viel Energie verbrauchte wie 126 dänische Häuser, sagt Bolón. Derzeit wurden für ChatGPT-4, die nächste Version, keine Informationen zum Energieverbrauch veröffentlicht, aber es gibt ein Datenelement, das einen Eindruck von den Auswirkungen auf die Umwelt gibt: Es wurde mit 1 Billion Parametern trainiert, im Vergleich zu den 175 Milliarden, die bei GPT verwendet wurden -3. „Ich sage nicht, dass man diese technologische Entwicklung stoppen muss. Aber wenn Sie mich fragen, ob es ethisch gesehen den ganzen Rechenaufwand für ein Modell wert ist, das sich der Unterhaltung oder der Unterstützung bei der Ausführung von Aufgaben widmet, habe ich gemischte Gefühle. Ich bin beeindruckt von den Fortschritten, aber ich denke, wir konzentrieren uns auf die falschen Dinge. Es wird nicht für die grundlegenden Probleme verwendet, die die Gesellschaft betreffen“, sagt sie.

Im Jahr 2018 begann die 39-jährige Verónica Bolón zu untersuchen, wie man Algorithmen auf sehr kleinen Geräten ausführen kann, die nicht über die Rechenkapazität eines Computers verfügen. Das Konzept der grünen künstlichen Intelligenz war ihr noch nicht vertraut, doch schon bald wurde ihr klar, dass es nachhaltiger ist, weniger Rechenressourcen zu nutzen, weil viel weniger Energie verbraucht wird. Das gelte auch dann, wenn die Daten nicht kontinuierlich in die Cloud übertragen würden, erklärt sie. Im Jahr 2022, im selben Jahr, in dem sie der Königlichen Akademie für Exakte, Physikalische und Naturwissenschaften in Spanien beitrat, erhielt sie Fördermittel für ein nationales Forschungsprojekt, das bis 2025 laufen wird. Ihrem Team ist es gelungen, Algorithmen auszuführen, ohne an Präzision bei den Ergebnissen zu verlieren , mit nur 16 Bit (ein Bit ist die minimale Informationseinheit) anstelle der 64 Bit, die herkömmliche Computer heute verwenden. Die genaue Energieeinsparung, die die Änderung mit sich bringt, sei noch nicht bekannt, da mit Simulationen gearbeitet werde, erklärt Bolón.

Ihr Team – zu dem Brais Cancela, Jorge González, Noelia Sánchez, Laura Morán, David Novoa, Eva Blanco und Samuel Suárez gehören – erforscht auch einen anderen Weg zu grüner künstlicher Intelligenz, der darin besteht, Prozesse zu beschleunigen. Die Forscher arbeiten daran, dasselbe in kürzerer Zeit zu erreichen. „Es geht darum, uns den Kopf zu zerbrechen, um die Modelle so zu optimieren, dass sie auch mit weniger Daten und einem kleineren Netzwerk genauso gut funktionieren. Beispielsweise möchte mittlerweile jeder Deep Learning anwenden, aber es gibt Probleme, die mit viel einfacheren Modellen gelöst werden können. Es ist [like] Fliegen mit Kanonen töten. Wir müssen versuchen zu unterscheiden, wann es notwendig ist und wann nicht“, sagt Bolón.

KI-Emissionen per Gesetz eindämmen

Dieses wissenschaftliche Zentrum hat etwa 200 Forscher, von denen 75 % dem Bereich der künstlichen Intelligenz und Datenwissenschaft gewidmet sind. Es ist Teil des Universitäts- und Geschäftsökosystems, für das A Coruña von der spanischen Regierung als Sitz der spanischen Agentur für die Überwachung künstlicher Intelligenz (Aesia) ausgewählt wurde. Grüne Algorithmen werden Teil der Arbeit der Agentur sein. Seit Dezember letzten Jahres gibt es in Spanien einen Nationalen Plan für grüne Algorithmen, der sowohl die Energieeffizienz künstlicher Intelligenz als auch deren Einsatz zur Lösung von Umweltproblemen fördern soll. Geplant ist die Schaffung von bis zu zwei Lehrstühlen in dieser Disziplin; Die Universität A Coruña hat auf die Ausschreibung reagiert und Entscheidungen werden „in Kürze“ getroffen, so Quellen des Staatssekretärs für Digitalisierung und Künstliche Intelligenz.

Von den 257,7 Millionen Euro an European Next Generation-Fonds, mit denen der Plan bis 2025 ausgestattet ist, sollen 6,9 Millionen Euro für Forschungsprojekte in diesem Bereich bereitgestellt werden, so der Staatssekretär für Digitalisierung und Künstliche Intelligenz. „Es ist leicht, über die Bedeutung von Nachhaltigkeit und Reduzierung des Computerverbrauchs zu sprechen, aber um dies zu erreichen, müssen wir Forschungslinien fördern, und dafür sind Mittel erforderlich“, sagt Manuel González Penedo, der Direktor von CITIC. Er fordert Verbesserungen bei der strukturellen Finanzierung von Zentren wie dem von ihm betreuten, Programmkontinuität und weniger Bürokratie, um Talente von außerhalb Spaniens anzuziehen.

Verónica Bolón befürwortet ein Gesetz zur Regulierung künstlicher Intelligenz sowohl aus ethischer als auch aus nachhaltiger Sicht: „Regulierung ist notwendig und muss den Konsum einschließen. Werden wir zulassen, dass Informationstechnologien für 20 % oder mehr der CO₂-Emissionen in die Atmosphäre verantwortlich sind? Dann müssen wir, wie in anderen Branchen und Bereichen auch, Zügel anlegen.“

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