Karşılaştıkları zorluklara yapay zekâ ile çözüm bulan sektörlerin sayısı günümüzde giderek artıyor. Peki yapay zekâ, iklim değişikliğinin yol açtığı sorunları anlayıp çözmemize yardımcı olabilir mi?
Telefonlarımız artık yüzümüzü tanıyabiliyor. Bankalarımız, normal harcama alışkanlıklarımızla uyuşmayan hesap hareketlerini bloke edebiliyor. Sanal süpermarketimiz, bir kez bitkisel süt satın aldığımız için bize diğer vegan ürünlerini de tanıtıyor. Kullandığımız online film platformu ise geçen ay izlediğimiz pembe diziyi temel alarak bize kalitesiz filmleri öneriyor.
Yapay zekâ, yaşamlarımızda giderek yaygınlaşan ve birçok alanda karşımıza çıkan bir teknoloji. Kullandığımız cihazlar ve aldığımız hizmetler de bu teknolojiden her geçen gün daha fazla faydalanıyor. Bilim insanları, girişimciler ve devletler, en büyük toplumsal sorunlara getirilebilecek yeni çözümleri keşfedebilmek amacıyla yapay zekâdan faydalanıyor. Dünya’nın iklim davranışlarını ve bunların gelecekte nasıl değişebileceğini anlamak, gündemimizin en başlarında yer alıyor. Dünya genelinde dolaşımda olan yüklü miktardaki dijital veriyi, teknoloji yardımıyla daha iyi anlayabiliyoruz. Peki, çevresel değişimleri azaltmamızda ve geleceğe uyum sağlamamızda yapay zekâ bize nasıl yardımcı olabilir?
Pennsylvania Üniversitesinden Doç. Dr. David Rolnick, “Yapay zekâdan bahsedildiği zaman, insanlar genelde ‘makine öğrenimi’ denilen ve eldeki verilerden sonuç çıkarabilen algoritmaları kasteder” diyor. “Yapay zekâ, temelinde insandan daha iyi sonuçlar sunabilecek kapasitede değildir; fakat işlemlerini çok daha hızlı yapar ve gerçekten büyük miktarda veriden örüntüler çıkarabilir.” Yüklü miktarlarda veriyi çok hızlı işleyebilmesi, bilgileri işleyebilmesi ve bilgiler arasında ilişki kurabilmesi, yapay zekânın tüm sektörlerde çığır açan bir yenilik olarak kaşımıza çıkmasına neden oluyor.
Aynı şey, iklim bilimi ve iklim değişikliğini izleme sistemleri için de geçerli. Uydular vasıtasıyla toplanan iklimsel verilerin miktarı, tarih boyunca görülmemiş seviyelere ulaşmış durumda. Karşılaştığımız hava tahminleri ise hiç olmadığı kadar fazla ayrıntıya yer veriyor. Fakat iklim modelleri ve senaryoları, birçok belirsizlik barındırmaya devam ediyor. Eldeki yüklü verileri yapay zekâdan faydalanarak değerlendiren bilim insanları, bu sayede iklim bilimini geliştirerek toplumun ve doğanın geleceğe uyum sağlamasında yardımcı olacak daha tutarlı iklim tahminleri üretmeyi hedefliyor. Avrupa Orta Vadeli Hava Tahminleri Merkezi (ECMWF) araştırma ekibinden Dr. Peter Düben, “Makine öğrenimi sayesinde, fiziksel anlayış sahibi olmadığımız kompleks iklim davranışlarını toplanan verilerden öğrenebiliyoruz” diyor. “Elimizde ne kadar çok veri olursa kullandığımız araçlar da o kadar iyi olur. Daha fazla veriye sahip olmamız, makine öğrenimi teknolojisini kullanan araçlarımızı da geliştirir. Yani bilim insanları bu araçlardan giderek daha fazla faydalanabilir.”
Yapay zekâ, uydu görüntülerinin yorumu ve iklim tahminlerinde bilim insanlarına yardımcı olabilir
Oxford Üniversitesinden veri ve yapay zekâ uzmanı Dr. Nataliya Tkachenko, “Teknoloji yardımıyla gerçek dünyayı daha iyi ölçüp izleyebiliyoruz ve bu sayede belirsiz geleceğimize yönelik daha doğru kararlar alabiliyoruz” diyor. “Yapay zekâ, özünde veri işleyen bir mekanizma olmanın ötesinde, karmaşık dünyamızdaki olguların işleyiş biçimlerini ve aralarındaki bağlantıları bulmaya çalışan bir teknolojidir ve değerlendirip sağladığı bilgilerle günün sonunda karar alınabilmesini sağlar.”
Bilim insanları, yapay zekâdan faydalanarak gezegenimiz hakkında daha ayrıntılı bir tablo oluşturmayı başardı. Avrupa Uzay Ajansına bağlı Philab Keşif Bürosunun Başkanı Dr. Pierre-Phillippe Mathieu, “Yapay zekâ, uzamsal bilgi sağlamada çok başarılı. Bu, onun en güçlü olduğu özelliklerinden biri” diyor. Copernicus Atmosfer İzleme Servisi (CAMS) Direktörü Dr. Vincent Peuch, bu görüşe katılıyor: “Yapay zekâ, uydu görüntülerini karşılaştırma ve arazi örtüsündeki değişiklikleri otomatik olarak izleme konusunda son derece etkilidir. Bu özelliği, özellikle zemin seviyesinde izlenmeyen bölgelerin izlenebilmesi açısından çok uygundur. Yapay zekâ, ayrıca hızlı oluşturulması gereken ayrıntılı hava tahminlerinde kullanılan bilgisayarların model oluşturma sürelerini kısaltır ve bu sayede bilgisayarların işletme maliyetlerini de düşürür.”
Dr. Peuch, arazi ve bitki örtüsündeki değişiklikleri tespit etme, şehirlerin hava kalitesi tahminlerini geliştirme ve uydu görüntülerini otomatik olarak işleme çalışmalarında yapay zekânın sağladığı avantajların, Copernicus İklim Değişikliği Servisi (C3S) ve CAMS tarafından test edilmekte ve kullanılmakta olduğunu ifade ediyor.
Turing Enstitüsündeki İngiliz Antarktika Araştırması (BAS) uzmanları, Antarktika kıtasının batısında yer alan Amundsen Denizi’nde buzulların bölünüp daha küçük parçalara nasıl ayrıldığını tespit etmek ve onları izlemek amacıyla makine öğrenimi teknolojisinden faydalanıyor. Makine öğrenimi teknolojisini denizdeki buzulların gelecekteki durumlarına dair tahmin yürüten yapay zekâ algoritmalarını geliştirmek için de kullanan uzmanlar, yapılan tahminleri bu teknoloji sayesinde yorumlayabiliyor, iklim değişkenlerinin birbirlerini zamanla nasıl etkiledikleri hakkında yeni bulgular elde edebiliyor.
Büyük ve küçük çevresel ve toplumsal sorunların çözümünde kullanılan yapay zekâ uygulamalarının sayısı giderek artıyor. Washington Üniversitesi, deniz suyu sıcaklıklarındaki artışları izlemek ve daha doğru tahminler yürütebilmek amacıyla yapay zekâdan faydalanmayı planlıyor. Tanzanya’da Doğayı Koruma Kaynakları Merkezi, yaban hayatı ve insan faaliyetlerini havadan izleyip yapay zekâdan faydalanarak hayvan-insan karşılaşmalarını önlemeyi planlıyor. Boston Belediyesi, yeşil alanların korunmasına yönelik gerekli önlemlerin alınabilmesi için şehirdeki ağaçların sayısını ve sağlık durumlarını kontrol etmek amacıyla Green City Watch tarafından geliştirilen yapay zekâ tabanlı ağaç envanterini test etti.
Tarım sektörü de yapay zekânın avantajlarından yararlanıyor. Microsoft’un bulut tabanlı platformu Azure FarmBeats, tarım sektörünü izlemek ve çiftçilerin iklim değişikliğine uyum sağlamasına destek olmak amacıyla sensör, kamera, traktör ve İHA’lardan alınan verileri bir araya getirip birleştirilmiş veri kümelerine dayanan makine öğrenimi modelleri geliştiriyor. Microsoft Azure Global baş mühendisi Ranveer Chandra, “Üreticiler, mahsullerinin ne zaman ekileceğini, sulanacağını ve toplanacağını belirlerken hava durumunu göz önünde bulunduruyor” diyor. “Fakat kullandıkları hava tahminlerini meteoroloji istasyonundan ediniyorlar, kendi çiftliklerinden değil. Yapay zekâ algoritmalarımızdan biri, ayrıntılı hava durumu modellerini ve meteoroloji istasyonundan alınan verileri çiftlikteki sensörlerden alınan verilerle birleştirerek çiftliğe özel hava tahminleri sunulabilmektedir. Çiftlikten alınan verilerdeki belirsizlikleri tamamlayabilen bu çözüm sayesinde çiftçinin daha doğru kararlar verebilmesi sağlanmaktadır.”
Yapay zekâ, iklim değişikliğini tahmin edebilecek güçlü bir araç olabilir mi?
Yapay zekânın iddialı bir hedefi, Dünya’nın bir “dijital ikizi”ni, yani gezegenimizdeki sistemleri ve süreçleri taklit eden bir kopyasını oluşturmak. Dr. Mathieu, “Bahsedilen ‘dijital ikiz’, dünyamızı yansıtan sayısal bir laboratuvar niteliğindedir. Burada çeşitli denemeler yapabilir, doğacak sonuçları değerlendirebilir ve edinilen bulgular ışığında gerekli politikaları oluşturabiliriz” diyor. BAS çevresel veri bilimcisi Dr. Scott Hosking, “Doğal ortamların dijital ikizlerini geliştirmek için yapay zekâmız gerekli yapı taşlarına sahiptir ve bunlardan yola çıkarak nihayetinde Dünya’nın da bir dijital ikizini de oluşturabileceğiz” diye konuşuyor. “Gezegenimizde değişen faktörlerin her birini gerekli detay seviyesinde izleyemiyoruz. Doğal ortamların dijital ikizlerini oluşturarak, kutup bölgeleri gibi erişimi zor olan bölgeler hakkında daha sağlıklı veriler oluşturabiliriz. Bu bilgiler, ölçüm yapacak insansız hava araçlarını ve denizaltılarını ölçüm yapmaları için daha hedefli olarak yönlendirebilmemizi sağlayabilir.”
Fakat yapay zekâ hâlen kusursuz sonuçlar sunan bir teknoloji değil. Uzmanlar, elimizdeki verilerin iklim öngörülerinde bulunacak algoritmaları geliştirme konusunda yetersiz olduğuna dair uyarıda bulunuyor. Atmosferik ve Çevresel Araştırmalar (AER) mevsimsel tahmin direktörü ve MIT’de iklim bilimcisi olarak görev yapan Dr. Judah Cohen, bu konudaki görüşlerini şöyle ifade ediyor: “Uyduların yaygınlaştığı 1979’dan beri toplanan verilerden faydalanıyoruz; fakat buna rağmen elimizde yapay zekâdan optimum sonuçlar alabilmemize yetecek kadar bilgi bulunmuyor. Belki oluşturduğumuz modeller temelinde yapay veriler oluşturabiliriz; fakat bu verilerin geçmişe dayalı gerçek veriler kadar sağlıklı olup olmayacağı konusu belirsiz.”
Ayrıca, Dr. Rolnick’in de ifade ettiği gibi, yapay zekâ iklim fiziği ve dinamiklerinin yerini alamaz. Avrupa Uzay Ajansından Dr. Mathieu, “Yapay zekânın belirli sınırları var” diyor ve sözlerine şöyle devam ediyor: “Veriler arasında ilişki kurmak her zaman mümkündür. Fakat bu bulgular gerçek bir ilişkiye işaret etmeyebilir. Bu nedenle, iklim dinamiklerine ilişkin açıklamalar getirebilecek uzmanların görüşleri de şarttır.”
ECMWF’den Dr. Düben’e göre aynı şey hava tahmin modelleri için de geçerli. “Birkaç saat sonrasında dair hava tahminleri ve hatta birkaç yıllık hava tahminleri üretmede yapay zekânın ve makine öğreniminin geleneksel yöntemleri gölgede bırakabileceğine dair iddialar mevcut. Fakat makine öğrenimi teknolojisi çoğu uygulamada diğer yöntemlere kıyasla gerekli doğruluk oranını sağlayamayacağından dolayı, makine öğrenimi tek başına mevcut hava tahmini modellerinin yerini alamaz.”
Yapay zekâ sistemlerinin yalnızca öğrendikleri konularda iyi sonuç vermeleri, beraberinde farklı zorluklar doğuruyor. “Yapay zekâ, sadece öğrendiği konularda kullanılmalıdır” diyen Dr. Peuch, aksi takdirde yanlış ve yanıltıcı sonuçlar alınabileceğini belirtiyor. Belirli nitelikte verileri işlemesi için oluşturulmuş bir algoritma, bu verileri doğru bir şekilde yorumlayabilir. Fakat aynı algoritmaya farklı niteliğe sahip verilerin verilmesi durumunda hatalı sonuçlar doğabilir. Fakat iklim araştırmaları söz konusu olduğunda, değişen tek şey verilerin niteliği değil, aynı zamanda iklimin kendisidir. CAMS direktörü Dr. Peuch, “İklim değişikliğinden bahsediyorsak, kullanılan algoritmalar son derece ayrıntılı olmalıdır; çünkü iklim değişmeye devam ediyor. Yapay zekânın geleceğe dair tahmin üretirken yalnızca geçmişe ait veriler kullanmamasına çok dikkat edilmelidir” diye uyarıyor. İlkim değişikliği araştırmaları söz konusu olduğunda hangi algoritmaların kullanılması gerektiği de zor bir seçim. Dr. Cohen, “Elimizde birçok yapay zekâ tekniği mevcuttur ve iklim tahminleri için en uygun olanını bir menüden seçermiş gibi belirlemek uygun olmayabilir” diyor. “Bence mevcut iklim tahmini yöntemlerinden çok daha verimli sonuçlar verebilecek bir yapay zekâ algoritmasının seçilmesi ve optimize edilmesi, gerçekten kolay olmayacak.”
Yapay zekâ teknolojisi, ayrıca verileri ne şekilde edindiğimiz ve nasıl işlediğimiz konusunda da soru işaretlerine neden oluyor. Dr. Düben, “Geleneksel hava durumu izleme kaynaklarına yönelik veri gizliliği konusunda fazla kaygı bulunmasa bile, hava tahmini amacıyla günümüzde pek kullanılmayan ‘Nesnelerin İnterneti’ (IoT) diye adlandırılan konsept gelecekte bu yönde çok faydalı olabilir” diyor. “Örneğin, akıllı telefonlardan ve diğer ‘kitle kaynaklı’ veri ürünlerinden edinilen bilgiler, hava tahminlerini ciddi ölçüde geliştirebilir. Fakat bu durum, beraberinde veri gizliliği konusunda da sorunlar yaratır.” Bu konuya değinen Dr. Tkachenko, karar verme formüllerinde kullanılan ham veriler üzerinde oynanması durumunda olumsuz sonuçlar doğabileceği konusunda uyarıyor. Dr. Tkachenko, “Tıpkı tükettiğimiz hazır yemeklerde kullanılan malzemeleri bilmek istediğimiz gibi, kullanılan yapay zekânın nasıl tasarlandığını ve hangi veri kaynaklarından faydalandığını da bilmek isteyebiliriz” diyor.
İklim ve çevre bilimcileri diğer sektörlerin yapay zekâyı kullanma yöntemlerinden neler öğrenebilir? Dr. Rolnick, “Yapay zekâ, yalnızca yapay zekâ kullanılmasını gerektiren mevcut bir sorun olduğunda kullanılmalıdır” diye uyarıyor: “Gösterişli teknolojiler, insanı etkileyerek dikkatini kolayca dağıtma potansiyeline sahiptir. Yapay zekâ, her türlü çalışmada mevcut yöntemleri sadece destekleyen bir araç olarak tutulmalıdır. Yapay zekâ kullanılarak yürütülen çalışmalar, yapay zekânın nihai etkisi göz önünde bulundurularak bu teknolojiyi kullanacak ve ondan faydalanacak kişiler tarafından geliştirilmelidir.” Dr. Rolnick şöyle devam ediyor: “Yapay zekânın tüm sorunları sihirli bir şekilde çözeceği düşüncesine kapılmak büyük bir tehlike teşkil ediyor. Yapay zekâ, güçlü bir teknolojidir; fakat bununla beraber iklim değişikliği stratejilerinde kullanılabilecek çeşitli araçlardan sadece biridir.”