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作者 | Emily Cheng、Zoe Peng、Benny Liu
編輯 | Poppy Tan
人工智能并沒有背離可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，將兩者結(jié)合是一個富有雄心和需要主動性的問題；
人工智能擴(kuò)展并增強(qiáng)了我們解決復(fù)雜挑戰(zhàn)的能力，有利于加快實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的步伐；
可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)是動態(tài)復(fù)雜并且相互關(guān)聯(lián)的，人工智能可以幫助我們更好地理解和實(shí)現(xiàn)它們；
雖然人工智能可以為可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)帶來好處，但其積極作用和影響力取決于實(shí)際設(shè)計(jì)和利用方式；
對于擁抱人工智能的人而言，未來將看到人工智能帶來的呈指數(shù)型增長的巨大潛力；
如果處理得當(dāng)，人工智能將會導(dǎo)致生產(chǎn)率提高、收入增長和需求增加的良性循環(huán)，從而創(chuàng)造更多就業(yè)機(jī)會。
2015年，193個聯(lián)合國成員國共同簽署了《2030年可持續(xù)發(fā)展議程》，為人類與地球的和平與繁榮繪制了藍(lán)圖。可持續(xù)發(fā)展議程的核心是17項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（Sustainable Development Goals,以下簡稱SDGs），這是所有國家——發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家——在全球伙伴關(guān)系中采取行動的緊急呼吁?？沙掷m(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)不僅是體現(xiàn)在道德方面，而且很關(guān)鍵的也包括經(jīng)濟(jì)方面。大家意識到貧窮和其他資源匱乏問題的解決措施需要與提升健康和教育水平、減少不平等和刺激經(jīng)濟(jì)增長等策略一起實(shí)行，同時還需應(yīng)對氣候變化和保護(hù)海洋與森林資源。
迄今為止，盡管在某些方面取得了一定進(jìn)展，但總體來說SDGs的實(shí)現(xiàn)情況仍滯后于原定的目標(biāo)。因此，亟需包括商界、政府、學(xué)術(shù)界、多邊機(jī)構(gòu)和非盈利組織等在內(nèi)的各方力量利用不同工具加快目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。其中，涉及大數(shù)據(jù)、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的數(shù)字技術(shù)將會發(fā)揮非常重要的作用。
合適的數(shù)據(jù)和AI模型能夠加深我們對于可持續(xù)發(fā)展總體目標(biāo)以及169個具體目標(biāo)之間關(guān)系的理解，思考這些目標(biāo)之間是協(xié)同作用還是需要權(quán)衡取舍。例如，全球有約10億人正面臨電力短缺的挑戰(zhàn)，約30億人仍使用木炭或動物糞便做飯。清潔能源的匱乏對教育、經(jīng)濟(jì)狀況和性別平等這三個目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)都產(chǎn)生了負(fù)面影響。AI的應(yīng)用可以提升我們理解任務(wù)和優(yōu)化行動的能力，從環(huán)境與能源、農(nóng)業(yè)、交通、醫(yī)療、教育和人居等六個方面助力可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
智 慧 環(huán) 境 與 能 源
PwC和世界經(jīng)濟(jì)論壇的報告中指出，AI可以從六個方面對環(huán)境產(chǎn)生積極影響：氣候變化、生物多樣性保護(hù)、海洋健康、水資源安全、空氣質(zhì)量，以及應(yīng)對極端天氣和自然災(zāi)害的能力。據(jù)PwC預(yù)測，到2030年，AI在環(huán)境方面的應(yīng)用能夠產(chǎn)生約5.2萬億美元的價值。
在風(fēng)能和太陽能基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中引入AI可以提高設(shè)備效率，例如調(diào)節(jié)渦輪朝向以最大化風(fēng)能采集。Google和DeepMind曾利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)將700MW風(fēng)能的價值提升了20%。2016年，Google與DeepMind共同研發(fā)了一個由AI驅(qū)動的推薦系統(tǒng)來提升運(yùn)營Google Search、Gmail和YouTube等熱門應(yīng)用的數(shù)據(jù)中心的能源效率，其中AI可以獨(dú)立地控制設(shè)備冷卻系統(tǒng)。每五分鐘通過成千上萬的傳感器采集一次冷卻系統(tǒng)圖像，并將其輸入深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。云端AI能預(yù)測出可行的操作組合如何對未來能源消耗產(chǎn)生不同影響，然后AI系統(tǒng)識別出哪一種操作可以在保障安全的前提下將能源消耗最小化。這些操作將被傳回?cái)?shù)據(jù)中心，并在實(shí)施前由本地控制系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。系統(tǒng)的自動化能讓設(shè)備以更高的頻率進(jìn)行更細(xì)粒度的操作，并且極大降低錯誤概率。據(jù)悉，運(yùn)用AI系統(tǒng)，使Google的數(shù)據(jù)中心能耗降低了40%。Deepmind團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這一技術(shù)如果能大范圍推廣，將會給我們生活的環(huán)境帶來很大的改善和提升。
圖1. Deepmind使用機(jī)器學(xué)習(xí)控制數(shù)據(jù)中心的前后能耗對比
AI在野生動物保護(hù)中也發(fā)揮了重要作用。Wildbook是一款幫助動物研究員有效評估動物種群的軟件，其中AI基于特征和標(biāo)記可以從照片中識別出動物個體。
通過在城市各處部署大氣傳感器、水質(zhì)傳感器、濕度傳感器、電網(wǎng)檢測設(shè)備等物聯(lián)終端，結(jié)合無人機(jī)巡檢，可以獲得各類環(huán)境與能源數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)進(jìn)入動態(tài)分析平臺后，通過AI分析為市政部門展示環(huán)境與能源的可視化數(shù)據(jù)，并給出合理調(diào)配方案。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時，及時發(fā)出警報并制定解決方案，從而提升政府管理能力。
智 慧 農(nóng) 業(yè)
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，全球每年有約三分之一的食物被浪費(fèi)，意味著每年8%的溫室氣體增量和四千億美元的經(jīng)濟(jì)損失。AI一方面可以作用于食物和農(nóng)業(yè)價值鏈以減少食物浪費(fèi)，例如在生產(chǎn)環(huán)節(jié)減少作物損耗，提升存儲分銷和新鮮食物加工能力，以及在零售和消費(fèi)者環(huán)節(jié)減少食物浪費(fèi)。Google與Ellen MacArthur Foundation的研究發(fā)現(xiàn)在減少食物浪費(fèi)方面的舉措到2030年可以產(chǎn)生約1.27千億美元的價值。
AI另一方面有助于提高食物生產(chǎn)和消費(fèi)的效率和可持續(xù)性。通過部署各類傳感器和無人機(jī)，AI可以更準(zhǔn)確地預(yù)測天氣，智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)也可以遠(yuǎn)程獲取環(huán)境中的空氣溫濕度、土壤水分溫度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)和視頻圖像。通過向管理者推送實(shí)時監(jiān)測信息，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場環(huán)境的信息化和智能化遠(yuǎn)程管理。根據(jù)供需關(guān)系調(diào)節(jié)種植計(jì)劃，抵抗病蟲害，以及優(yōu)化水、肥料、農(nóng)藥等生產(chǎn)要素配比。美國的Blue River公司是該領(lǐng)域的領(lǐng)先者，通過采用計(jì)算機(jī)視覺的方式，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)噴灑農(nóng)藥。（2017年Blue River被美國的農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)John Deere以3.05億美元收購。）總體而言AI幫助減少人工成本，進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，有效降低生產(chǎn)風(fēng)險。
AI還能用于化學(xué)和生物系統(tǒng)分析，提高植物育種、生物技術(shù)和農(nóng)用化學(xué)品研發(fā)的效率。隨著農(nóng)場數(shù)據(jù)量的增加，AI將在生產(chǎn)者的決策中扮演越來越重要的角色。同時，在全球食物供應(yīng)鏈效率的提升中，基于歷史和實(shí)時數(shù)據(jù)，AI能更準(zhǔn)確地預(yù)測消費(fèi)者和零售商需求，通過對全球食物供應(yīng)鏈的匹配，促進(jìn)食材生產(chǎn)和消費(fèi)的本地化。AI還可以用于可持續(xù)性食物的開發(fā)，例如生產(chǎn)替代性蛋白質(zhì)的公司利用AI發(fā)現(xiàn)能夠模擬畜產(chǎn)品的成分組合。
此外，自動駕駛農(nóng)機(jī)也將給這個傳統(tǒng)領(lǐng)域帶來新的變革。
智 慧 交 通
深度學(xué)習(xí)技術(shù)通過對圖像、文本和聲音等大量歷史數(shù)據(jù)的識別與分析，可以提升路況識別、高級駕駛輔助系統(tǒng)和路線規(guī)劃能力。語音識別與自然語言處理技術(shù)可以應(yīng)用于交通服務(wù)領(lǐng)域，如車載娛樂系統(tǒng)和貨物追蹤系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)主要應(yīng)用于路況檢測、安檢掃描、流量監(jiān)控和值機(jī)登記等場景。從運(yùn)輸設(shè)備的預(yù)測性維護(hù)到運(yùn)輸過程的路線優(yōu)化，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)都發(fā)揮了重要的作用。智能機(jī)器人可以在貨物分揀、搬運(yùn)、包裝等重復(fù)性工作中替代傳統(tǒng)人力，從而提高運(yùn)輸效率。根據(jù)不同的應(yīng)用場景，主要包括AGV機(jī)器人、碼垛機(jī)器人和分揀機(jī)器人。
超低時延和高可靠性的5G通訊網(wǎng)絡(luò)有助于實(shí)現(xiàn)車、路、人的整體互聯(lián)，從而構(gòu)建城市智慧交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。5G通訊提升了車聯(lián)網(wǎng)中高速大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸、邊緣計(jì)算和云計(jì)算的可靠性，有助于實(shí)現(xiàn)V2I和V2X。智慧交通系統(tǒng)將從司機(jī)、交警以及視頻監(jiān)控系統(tǒng)等信息源采集的信息匯集到城市指揮中心，大數(shù)據(jù)集中分析后制定出優(yōu)化方案，并實(shí)時反饋給相關(guān)管理人員和交通設(shè)施，從而對城市交通進(jìn)行智能掌控。例如，綜合分析車輛速度、數(shù)量和分布密度等數(shù)據(jù)，科學(xué)調(diào)節(jié)紅綠燈轉(zhuǎn)換，有效降低車輛等待時間。智慧交通系統(tǒng)還可以為私家車科學(xué)規(guī)劃出行路線和解決停車難題，預(yù)計(jì)將為每位居民節(jié)省約19.4小時/年的交通時間?；谌四樧R別和車牌識別等AI技術(shù)，翻越護(hù)欄、闖紅燈和車輛逆行等違法行為將會得到相應(yīng)的警示與懲戒，從而進(jìn)一步提高公眾的文明出行觀念。智慧交通系統(tǒng)與L4級別自動駕駛的實(shí)現(xiàn)，能夠顯著提升出行的安全性，同時有利于降低犯罪事件的發(fā)生概率，加強(qiáng)社會穩(wěn)定。
智 慧 醫(yī) 療
醫(yī)療領(lǐng)域一直是一個人工智能賦能極具潛力的市場，從門診醫(yī)療流程優(yōu)化到藥物研發(fā)，AI都能找到許多可行的應(yīng)用場景。AI能通過監(jiān)測患者群體和醫(yī)療數(shù)據(jù)對傳染性疾病的爆發(fā)和公共健康緊急事件做出預(yù)測?；趯σ蚬P(guān)系的模擬，公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)可以進(jìn)行實(shí)時調(diào)查以減緩傳染病的蔓延。AI也能用于慢性疾病的治療，例如利用大數(shù)據(jù)和衛(wèi)星圖像定位某種疾病或健康問題多發(fā)地區(qū)。基于移動連接性的提升、數(shù)字健康系統(tǒng)和資源配置數(shù)據(jù)，AI還越來越多地應(yīng)用于基礎(chǔ)醫(yī)療資源的配置和醫(yī)療機(jī)構(gòu)行政工作。例如，AI可以優(yōu)化患者行程，自然語言處理技術(shù)可用于簡化臨床文檔和語音轉(zhuǎn)文本，這些功能在人口老齡化導(dǎo)致家庭護(hù)理需求增長的發(fā)達(dá)國家，和醫(yī)療服務(wù)需要上門提供的發(fā)展中國家都很重要。機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)通過對健康數(shù)據(jù)的快速分析，可以大大降低藥物研發(fā)的時間和成本，還能支持不同環(huán)境中藥物功效的研究。AI也被用于疾病本身的研究，例如在非結(jié)構(gòu)化醫(yī)療文獻(xiàn)中找到可用信息來支持假說，同時助力相關(guān)新藥研發(fā)。德國、美國和法國的研究員發(fā)現(xiàn)在皮膚癌的診斷中，AI展現(xiàn)出了優(yōu)于皮膚科醫(yī)生的能力。IBM和紐約大學(xué)的研究者聯(lián)合發(fā)表了一篇關(guān)于AI如何用于青光眼檢測的論文，Google關(guān)于肺癌檢測的研究工作也涉及到機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)?；贏I的系統(tǒng)有助于診療和其他健康服務(wù)在醫(yī)療資源匱乏地區(qū)進(jìn)一步推廣與普及。雖然在診療的關(guān)鍵決策中，人類的參與是必不可少的，但AI通過對效率的提升，可以讓醫(yī)生更專注于高價值工作。
未來大范圍普及的可穿戴設(shè)備能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測居民的心率、血壓和體溫等健康狀況，將信息傳輸至居民智慧醫(yī)療管理系統(tǒng)?；诰用窠】禂?shù)據(jù)的分析結(jié)果，提出健康保險計(jì)劃和預(yù)測性醫(yī)療方案。當(dāng)意外情況發(fā)生時，可穿戴設(shè)備將發(fā)出警報，系統(tǒng)接到警報后能夠自動聯(lián)系醫(yī)療機(jī)構(gòu)采取應(yīng)對措施。在醫(yī)院，具備視覺、觸覺功能的機(jī)器人將使遠(yuǎn)程診斷甚至遠(yuǎn)程手術(shù)得到大范圍推廣。由于健康管理和遠(yuǎn)程醫(yī)療能力的增強(qiáng)，醫(yī)療資源利用率將得到極大提升，每位居民花費(fèi)在醫(yī)療事務(wù)上的時間將縮短約9.7小時/年。
智 慧 教 育
智慧教育的重要組成部分是以學(xué)生為中心開發(fā)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，針對學(xué)生具體情況和需求提供個性化解決方案，了解學(xué)生知識掌握情況，評估分析學(xué)生學(xué)習(xí)能力并進(jìn)行實(shí)時教學(xué)指導(dǎo)。通過AI優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，關(guān)注學(xué)生思辨、創(chuàng)新等各方面能力的培養(yǎng)。
AI在教育中的應(yīng)用改變了整個教學(xué)流程，通過代替教師的授課職責(zé)、接管教學(xué)任務(wù)，顛覆性改變以往教學(xué)模式，因材施教。同時基于大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)深入評估分析學(xué)生日常及考試表現(xiàn)。虛擬導(dǎo)師可以為學(xué)生答疑解惑，并根據(jù)學(xué)生的反饋調(diào)整解答方式，直到學(xué)生掌握知識為止。同時，系統(tǒng)家長端的實(shí)時匯報功能可以讓家長隨時掌握孩子的學(xué)習(xí)情況，并通過在線互動的方式鼓勵甚至獎勵孩子。這種情況下，教師人力得到釋放，可專注于教學(xué)研究以及學(xué)生一對一交流。還可以遠(yuǎn)程連接優(yōu)秀教師和學(xué)生，利用AI技術(shù)打破時間和空間壁壘，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源跨校區(qū)流動，并向教學(xué)資源匱乏地區(qū)輸入優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。
具有多學(xué)科性質(zhì)的教育機(jī)器人在教學(xué)中的應(yīng)用也越來越普遍，機(jī)器人可以協(xié)助教師展現(xiàn)工程和技術(shù)概念的真實(shí)應(yīng)用場景，將科學(xué)概念具體化，消除抽象性。機(jī)器人教學(xué)還可以增強(qiáng)參與者的批判思維，促進(jìn)團(tuán)隊(duì)合作，提高溝通交流和創(chuàng)新能力。AI技術(shù)也逐漸滲入校園環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)物理層和數(shù)據(jù)層的信息交流互通，并匯集于數(shù)據(jù)中心以支持日常管理和風(fēng)險應(yīng)對。智慧校園即利用人臉識別、語音識別等AI技術(shù)為學(xué)校提供校園安防、課堂管理、支付消費(fèi)等一體化解決方案。
智 慧 人 居
智慧人居就是以住宅為平臺，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動控制技術(shù)、音視頻技術(shù)、AI技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事物的管理系統(tǒng)。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，硬件、軟件系統(tǒng)、云計(jì)算平臺構(gòu)成一個家庭生態(tài)圈，實(shí)現(xiàn)人遠(yuǎn)程控制設(shè)備、設(shè)備間互聯(lián)互通，設(shè)備自我學(xué)習(xí)等功能。最后，通過收集、分析用戶行為數(shù)據(jù)為用戶提供個性化的生活服務(wù)，提升家居安全性、便利性、舒適性和藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。
AI圖像識別技術(shù)在家庭智能安防系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用。具備視頻通話、環(huán)境感知、物體識別和行為識別等功能的智能攝像頭可以識別門廊處是否有快遞包裹，區(qū)分家人與入侵者，并且自動分析監(jiān)控視頻定位關(guān)鍵事件發(fā)生場景?；贏IoT的智能門鎖能夠快速精準(zhǔn)地進(jìn)行人臉識別，真正實(shí)現(xiàn)無感通行。智能門鎖的多功能報警器還可以接入社區(qū)物業(yè)平臺和公安系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)聯(lián)動防御。智慧社區(qū)管理系統(tǒng)包含智能門禁、車輛道閘和車位鎖等功能，對進(jìn)出人員和車輛進(jìn)行精準(zhǔn)甄別，提升物業(yè)管理能力。
人工智能改變“游戲規(guī)則”的時間表1.
根據(jù)PwC關(guān)于AI技術(shù)對世界產(chǎn)生重大改變時間點(diǎn)的預(yù)測，今后十年，優(yōu)化糧食系統(tǒng)、自動駕駛農(nóng)機(jī)、大城市實(shí)現(xiàn)自動駕駛等上文提到的場景將得以實(shí)現(xiàn)，可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的積極影響也將體現(xiàn)在社會生活的方方面面。相信經(jīng)過社會各界的共同努力，《2030年可持續(xù)發(fā)展議程》之后，AI將更加緊密地與日常生活相結(jié)合，從而真正改變甚至顛覆社會的“游戲規(guī)則”。
參考資料
1 | JUNIPER RESEARCH,<<Smart Cities- What's in it for Citizens>> |
2 | PwC,<<How AI Can Enable a Sustainablt Future>> |
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