Om AI och hållbarhetsmål

I veckan publicerade Nature Communications en artikel med titeln The role of artificial intelligence in achieving the Sustainable Development Goals. Den är skriven av en grupp på elva forskare inom ämnen som datavetenskap, ekologi och klimatvetenskap. (En av dessa forskare är Max Tegmark, vars bok Liv 3.0 jag skrev om i höstas.) Syftet med artikeln är att ta reda på hur utvecklingen inom AI kan påverka uppnåendet av FN:s sjutton mål för hållbar utveckling.

För att reda ut sambanden mellan utvecklingsmålen och AI har man gjort en gigantisk litteraturstudie där man letat efter olika typer av dokument - framför allt studier av AI-system i verkligheten och i laboratoriemiljö, men också rapporter från t.ex. FN och dokumentation av kommersiella tillämpningar av AI - som på något sätt knyter samman artificiell intelligens med något av hållbarhetsmålen. Man har sedan för varje delmål vägt samman de studier som talar för en positiv eller negativ effekt och försökt kvantifiera om den sammanlagda effekten på det övergripande målet är positiv eller negativ, eller om det finns både positiva och negativa effekter på olika aspekter av målet.

De sjutton hållbarhetsmålen å sin sida har delats in i tre grupper, de som är relaterade till miljö, de som är relaterade till ekonomi och de som är relaterade till samhällelig eller social hållbarhet. På miljösidan ser läget rätt positivt enligt den här studien, med tre hållbarhetsmål som skulle påverkas mestadels positivt av AI, mycket på grund av möjligheten att analysera stora mängder tillgänglig data på ett bättre sätt och därigenom kunna ta till bättre åtgärder mot problem. På minuskontot hittar vi här den potentiella miljöpåverkan av AI-systemen i sig, som kan bli rätt energikrävande och därmed eventuellt generera koldioxidutsläpp.

För de fyra ekonmirelaterade målen pekar artikeln på ett mer komplicerat läge. För de mål som handlar om tillväxt, infrastruktur och hållbar konsumtion är bilden ganska ljus, men när det gäller mål 10 som handlar om att minska ojämlikhet verkar det kunna påverkas både positivt och negativt. Riskerna här handlar om att fördelarna med AI antagligen blir tillgängliga framför allt för de som redan har stora ekonomiska resurser. På ett internationellt plan skulle det kunna leda till att rikare länder drar ifrån ännu mer jämfört med andra länder, inom länder kan det betyda att de som äger företag som drar nytta av AI och de som på ett eller annat sätt jobbar med AI vinner på utvecklingen medan de vars jobb automatiseras eller effektiviseras bort halkar efter i levnadsstandard.

För social eller samhällelig hållbarhet finns det nio mål, och här är bilden också mer komplicerad. För sådant som hållbara städer, rent vatten och hälsa är bilden mestadels positiv, men för målen som relaterar till fattigdomsbekämpning och utbildning finns tecken på både positiv och negativ påverkan och för jämställdhetsfrågor och frågor om rättvisa och stabila institutioner verkar informationen vara rätt bristfällig. Återigen är riskerna kopplade till hur AI-utvecklingen kan höja tröskeln till arbetsmarknaden genom att ta bort jobb men lägre utbildningskrav, men också till hur så kallad "big data" från sociala medier kan användas för att hitta människors psykologiska svagheter och använda dem för att manipulera beteenden.

Även om man säkerligen kan diskutera hur rättvisande metoden man använt i studien är ger artikeln ändå en fingervisning om var man kunnat upptäcka möjligheter och problem med tillämpningar av artificell intelligens. Risker som är kopplade till vem som får tillgång till AI och vems behov tekniken utvecklas för att möta dominerar helt klart på problemsidan, något som bekräftar en del av de farhågor som Tegmark själv presenterade i sin bok. Här finns också en koppling till de förväntade positiva effekterna på t.ex. miljösidan, för om de ska bli verklighet måste någon också utveckla AI som löser just de problemen. Om utvecklingen istället styrs enbart av exempelvis ekonomiska intressen kan de potentiella miljövinsterna med AI utebli.

Eftersom det här handlar om en litteraturstudie är det också viktigt att komma ihåg att alla möjligheter och risker som finns med är sådant som någon annan redan tänkt ut, studerat eller tillämpat. På vissa håll, t.ex. när det gäller rättvisa och jämställdhet, finns det uppenbara kunskapsluckor, medan sådant som att arbetstillfällen försvinner på grund av automatisering är välstuderat för att det fått så mycket uppmärksamhet. Det kan betyda den bild av effekterna av AI som presenteras i artikeln är snedvriden på något sätt - kanske finns det mycket större problem eller möjligheter på något område som inte studerats tillräckligt. Det är ju alltid svårt att veta vad det är man inte vet.

Vad finns det att säga om koldioxidavskiljning?

I december förra året fick jag syn på en lite intressant grej i mitt Facebookflöde: Ett inlägg från Chalmers Tekniska Högskola som beskrev hur några av deras forskare (i samarbete med andra forskare vid Stockholms Universitet) tagit fram ett nytt, lovande material för så kallad koldioxidavskiljning och lagring, även kallat CCS (carbon capture and storage). Det verkade intressant dels av materialvetenskapliga skäl, dels för att man hör förvånansvärt lite om CCS-teknik rent allmänt. Andra tekniker kopplade till minskade koldioxidutsläpp, som uppladdningsbara batterier, bränsleceller och biobränslen, får betydligt mer uppmärksamhet. Så vad finns det att säga om CCS?

Tanken med koldioxidavskiljning och -lagring är att man ska kunna skilja ut koldioxid från en blandning av gaser, som t.ex. röken från kol- och oljeeldade kraftverk, och därmed hindra den från att spridas i atmosfären. Istället transporteras koldioxiden bort och lagras under längre tid utan att släppas ut. Havsbotten och vissa typer av berggrund brukar framhållas som lämpliga lagringsplatser, exempelvis görs försök i Norge med att lagra koldioxid från gasfält i berggrunden på havsbotten nära gasfyndigheterna. Alla steg i den här processen har sina tekniska utmaningar, kostnader och risker, till exempel skulle ett oavsiktligt utsläpp av koldioxid från lagringsplatsen både omintetgöra nyttan med avskiljningen och potentiellt också orsaka skador på människor och natur i omgivningen. Enligt en översiktsartikel från 2018, publicerad i Royal Society of Chemistry's tidskrift Energy and Enviromental Science, har försök med tekniken har visat sig bli dyra och tidskrävande, delvis på grund av installationskostnader och infrastruktur som behöver byggas upp. Om man däremot lyckas med CCS hägrar möjligheten att få till stora, snabba minskningar av koldioxidutsläppen.

Chalmersforskarnas nya material är som sagt tänkt att användas för själva avskiljningen av koldioxid. För att förstå problemen de försöker lösa får vi återvända till översiktsartikeln som jag länkade till innan. Där beskrivs bland mycket annat hur de flesta existerande försök med CCS-teknik skiljer ut koldioxiden med hjälp av en blandning av vatten och olika kemikalier, oftast så kallade aminer. Det här är en teknik som länge använts för att rensa ut koldioxid ur naturgas och därmed få en renare och bättre naturgas att elda upp, men tekniken kan också användas på utsläpp från exempelvis kolkraftverk. Själva koldioxidavskiljningen förbrukar tyvärr en hel del energi eftersom man behöver få ut koldioxiden ur vattenlösningen igen för att transportera iväg den, t.ex. genom att hetta upp lösningen. Dessutom är många av de här vattenlösningarna giftiga och i högre koncentrationer också frätande, vilket kan ställa till problem både när det gäller slitage i anläggningen och vid utsläpp.

För att komma runt detta vill man utveckla material som kan ta upp koldioxid men som inte är vattenlösningar eller vätskor utan fasta material. Dessa skulle, förutom lägre utsläpprisk, kunna bli lättare att installera i kraftverk och fabriker i efterhand och även kräva mindre energi jämfört med vattenlösningarna när koldioxiden ska skiljas från materialet och transporteras vidare till lagringen. Artikeln som Chalmersforskarna skrivit handlar om just ett sådant material. Det består av två komponenter, där den ena är ett sorts poröst nätverk av gelatin och cellulosa (ja, sån som finns i träd, fast de har processat den till en lite annan form) som ger materialet stadga samtidigt som det släpper igenom gaser som koldioxid. Den andra komponenten är en så kallad zeolit, ett mineral som består av aluminium och kisel och som har en väldigt speciell struktur med stora hålrum och porer i. Koldioxidmolekyler kan fastna på ytan av zeoliten, och tack vare den porösa strukturen finns det väldigt mycket yta för dem att fastna på.

Kombinationen av zeoliter, gelatin och cellulosa i Chalmersforskarnas material ska göra det lätthanterligt och lättinstallerat, billigt och dessutom mestadels biologiskt nerbrytbart. Det kan alltså vara en del i utvecklingen av billigare och mer lätthanterlig CCS-teknik, som i sin tur kanske kan användas mer och få mer uppmärksamhet. En annan fråga är emellertid om det är dit man egentligen vill komma. Något som skiljer CCS från mer uppmärksammade tekniker som bränsleceller och förnybar energi är att de två sistnämnda har en tydlig roll i ett samhälle som ställt om från fossila bränslen, medan CCS handlar om att fortsätta generera koldioxid men inte släppa ut den. Intresset, eller bristen på intresse, för CCS har också att göra med om man ser tekniken som ett sätt att fördröja eller hindra en nödvändig omställning, eller som ett sätt att kunna minska koldioxidutsläppen fortare än vad man kan ställa om till koldioxidneutrala energikällor och produktionsmetoder. Så det finns en del att säga om CCS - från olika perspektiv.