人工智能如何整治中國(guó)空氣污染
2014年1月16日,一名戴著口罩的女性走在北京街頭
國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司(IBM)正借助人工智能,測(cè)試一種可減緩北京嚴(yán)重空氣污染的新方法。作為中國(guó)的首都,北京同國(guó)內(nèi)其他很多城市一樣,周邊遍及排放有害顆粒物的工廠,其中很多都是燃煤工廠。不過(guò),污染水平也會(huì)因工業(yè)活動(dòng)、交通擁堵?tīng)顩r和天氣條件等因素的不同而不同。
IBM研究人員正在測(cè)試一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)——通過(guò)綜合多個(gè)不同模型的大量數(shù)據(jù),該系統(tǒng)可以提前預(yù)測(cè)北京不同地區(qū)空氣污染的嚴(yán)重程度。當(dāng)然,這也是一個(gè)極其復(fù)雜的計(jì)算挑戰(zhàn)。該系統(tǒng)最終會(huì)給出如何將污染降低到可接受的水平的具體建議,比如關(guān)閉某些工廠或?qū)Τ鲂兴緳C(jī)的數(shù)量采取臨時(shí)限制措施等。在污染嚴(yán)重的華北省份河北,一個(gè)針對(duì)該地某市的類似系統(tǒng)也正在開(kāi)發(fā)中。
“我們已經(jīng)建立了一個(gè)可提前72小時(shí)生成高分辨率空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)結(jié)果的原型系統(tǒng)?!盜BM中國(guó)研究院(IBM Research China)院長(zhǎng)沈曉衛(wèi)說(shuō),“目前,我們的研究人員正在改進(jìn)系統(tǒng),提升它的中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)能力(最多可提前至10天),以及強(qiáng)化其在追蹤污染源、進(jìn)行假設(shè)情景分析和為減排行動(dòng)提供決策支持等方面的能力?!?/p>
這個(gè)名為“綠色地平線”(Green Horizon)的項(xiàng)目是IBM運(yùn)用先進(jìn)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)從海量數(shù)據(jù)中獲取深刻見(jiàn)解的一個(gè)實(shí)例——該公司將這種算法稱為“認(rèn)知計(jì)算”。此外,這個(gè)項(xiàng)目也強(qiáng)調(diào)了技術(shù)的運(yùn)用,IBM希望將該技術(shù)出口到其他污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重的國(guó)家。
目前,IBM正在眾多不同行業(yè)推進(jìn)人工智能,從醫(yī)療保健到咨詢業(yè),不一而足。認(rèn)知計(jì)算包括原本為沃森計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的自然語(yǔ)言處理技術(shù)和統(tǒng)計(jì)技術(shù),以及其他很多機(jī)器學(xué)習(xí)方法。值得一提的是,沃森計(jì)算機(jī)系統(tǒng)曾參加過(guò)益智競(jìng)賽節(jié)目《危險(xiǎn)境地》(Jeopardy!),并獲得勝利。
污染預(yù)測(cè)是一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)的工作。IBM利用北京市環(huán)境保護(hù)局的數(shù)據(jù)進(jìn)一步完善它的各種模型。沈曉衛(wèi)表示,系統(tǒng)預(yù)測(cè)可以達(dá)到1公里分辨率,而準(zhǔn)確率也較傳統(tǒng)方法提升30%以上。他說(shuō),該系統(tǒng)采用“自適應(yīng)機(jī)器學(xué)習(xí)”,以確定各模型之間的最佳組合。
污染是中國(guó)面臨的一個(gè)重大公共衛(wèi)生問(wèn)題。據(jù)加州大學(xué)伯克利分校(University of California, Berkeley)研究人員的一項(xiàng)研究,中國(guó)每年因污染而死亡的人數(shù)超過(guò)100萬(wàn)人。此外,這也是一個(gè)重大的公共和政治辯論議題。
中國(guó)發(fā)布《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》,承諾到2017年將空氣質(zhì)量提升10%。今年4月,總部設(shè)在北京的慈善機(jī)構(gòu)綠色和平東亞分部(Greenpeace East Asia),對(duì)中國(guó)的360個(gè)城市進(jìn)行了分析,結(jié)果顯示351個(gè)城市的污染水平超過(guò)了中國(guó)自身制定的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)——盡管在過(guò)去的12個(gè)月里,這些城市污染情況已經(jīng)得到改善。此外,所測(cè)大氣顆粒物的平均污染水平也是世界衛(wèi)生組織(World Health Organization)所推薦限值標(biāo)準(zhǔn)的2.5倍。
文:威爾·奈特(Will Knight)
翻譯:陳召?gòu)?qiáng)