La menace cachée de l’IA pour la santé publique

La plupart des gens ont entendu parler de l’impact environnemental de la flèche d’IA d’aujourd’hui, résultant de la tentaculaire centres de données emballé serveurs. Dans le États-Unis Seul, la demande d’IA devrait pousser la consommation d’électricité de centre de données 6,7 à 12,0% du total du pays d’ici 2028. À cette même date, consommation d’eau Pour le refroidissement, ces installations de centres de données devraient doubler, voire quadrupler, par rapport au niveau 2023.

Mais beaucoup de gens n’ont pas fait le lien entre centres de données et santé publique. Le centrales électriques et les générateurs de sauvegarde nécessaires pour faire fonctionner les centres de données génèrent des polluants atmosphériques nocifs, tels que les particules fines et les oxydes d’azote (NOx). Ces polluants pèsent immédiatement sur la santé humaine, déclenchant asthme Symptômes, crises cardiaques et même déclin cognitif.

Mais la contribution de l’IA à pollution de l’air Et le fardeau de la santé publique est souvent absent des conversations sur la conception responsable de l’IA. Pourquoi?

Parce que l’air ambiant pollution est un « Silencieux Killer. » Tandis que les préoccupations concernant le Impacts sur la santé publique des centres de donnéesy compris des liens potentiels vers Le taux du cancer augmentecommencent à faire surface, la plupart des développeurs, des praticiens et des utilisateurs de modèles d’IA ne sont tout simplement pas conscients des risques graves pour la santé liés à l’énergie et à l’infrastructure alimentant les systèmes d’IA modernes.

Le Sanger de la pollution de l’air ambiant

La pollution de l’air ambiant est responsable de Environ 4 millions de décès prématurés dans le monde chaque année. Les plus grands coupables sont de minuscules particules 2,5 micromètres ou moins de diamètre (appelées PM 2.5), qui peut voyager profondément dans les voies respiratoires et poumons. Avec haut pression artériellele tabagisme et la glycémie élevée, la pollution de l’air est un facteur de risque de santé majeur. La Banque mondiale estime le Coût mondial de la pollution de l’air à 8,1 billions de dollarséquivalent à 6,1% du produit intérieur brut mondial.

Contrairement à la croyance commune, les polluants atmosphériques ne restent pas près de leurs sources d’émission: ils peuvent parcourir des centaines de kilomètres. De plus, PM 2.5 est considéré comme un polluant «non-threshold»ce qui signifie qu’il n’y a pas de niveau d’exposition sûr.

Avec le danger de cette pollution bien établie, la question devient: combien la TI est responsable? Dans Nos recherches En tant que professeurs à Caltech Et l’Université de Californie, Riverside, nous avons entrepris de répondre à cette question.

Quantifier le coût de santé publique de l’IA

Pour s’assurer que les services d’IA sont disponibles même pendant les pannes de grille, les centres de données s’appuient sur de grands ensembles de générateurs de secours qui brûlent généralement diesel carburant. Bien que le temps de fonctionnement total des générateurs de sauvegarde soit limité et réglementé par les agences environnementales locales, leurs taux d’émission sont élevés. Un générateur diesel typique peut libérer 200 à 600 fois plus NOX qu’un gaz naturel centrale électrique produisant la même quantité d’électricité.

Un récent rapport Par l’État de Virginie, a révélé que les générateurs de sauvegarde des centres de données de Virginie émettent environ 7% des permis autorisés en 2023. Selon la US Environmental Protection Agency Outil de modélisation COBRAqui correspond comment la pollution atmosphérique affecte la santé humaine aux niveaux local, étatique et fédéral, le coût de la santé publique de ces émissions en Virginie est estimé à 150 millions de dollars, affectant les communautés aussi loin que la Floride. Imaginez l’impact si les centres de données ont maximisé leurs émissions autorisées.

En aggravant davantage le risque de santé publique, un large ensemble de générateurs de centres de données dans une région peut fonctionner simultanément pendant les pannes de grille ou les pénuries de grille dans le cadre des programmes de demande de demande, ce qui est potentiellement déclenché des pics à court terme dans les émissions de PM2,5 et NOx qui sont en particulier des émissions qui sont en particulier qui sont en particulier des émissions de PM2 et NO nocif pour les personnes ayant des problèmes pulmonaires.

Ensuite, regardons au-delà des générateurs de sauvegarde jusqu’à l’approvisionnement en énergie du réseau. La majeure partie des centres de données d’alimentation électrique de l’électricité provient de centrales électriques qui brûlent combustibles fossilesqui libère des polluants atmosphériques nocifs, dont PM 2.5 et NOx. Malgré des années de progrès, les centrales électriques restent un source de pollution atmosphérique principale Aux États-Unis.

Nous avons calculé que la formation d’un seul grand AI génératif modèle aux États-Unis, comme les méta- Lama 3.1, peut produire autant de pm 2,5 que plus que 10 000 aller-retour en voiture entre Los Angeles et New York.

Selon Nos recherchesen 2023, la pollution de l’air attribuée aux centres de données américains était responsable d’un 6 milliards de dollars de dommages-intérêts de santé publique. Si la tendance actuelle de la croissance de l’IA se poursuit, ce nombre devrait atteindre 10 milliards de dollars à 20 milliards de dollars par an d’ici 2030, rivalisant avec l’impact des émissions des 30 millions de véhicules de Californie.

Pourquoi le carbone et Efficacité énergétique Ne sont pas toute l’histoire

À ce jour, les efforts pour atténuer empreinte environnementale se sont concentrés principalement sur émissions de carbone et efficacité énergétique. Ces efforts sont importants, mais ils peuvent ne pas atténuer les impacts sur la santé, ce qui dépend fortement de l’endroit où les émissions se produisent.

Le carbone n’importe où est du carbone partout. L’impact climatique de dioxyde de carbone est largement le même, peu importe où il est émis. Mais l’impact sur la santé de la pollution atmosphérique dépend fortement des facteurs régionaux tels que les sources locales d’énergie, les schémas de vent, les conditions météorologiques et la densité de population.

Même si émissions de carbone Et les polluants atmosphériques endommageant la santé ont des sources partagées, un accent exclusif sur la coupe du carbone ne réduit pas nécessairement et pourrait même exacerber les risques pour la santé publique. Par exemple, nos dernières recherches (et non publiées) ont montré que la redistribution des charges énergétiques de META en 2023 dans ses centres de données américaines pour hiérarchiser les réductions de carbone pourrait potentiellement réduire les émissions globales de carbone de 7,2%, mais augmenterait les coûts de santé publiques de 2,8%.

De même, se concentrer uniquement sur l’efficacité énergétique peut réduire les émissions de polluants atmosphériques, mais ne garantit pas une diminution de l’impact sur la santé. En effet, la formation du même modèle d’IA utilisant la même quantité d’énergie peut produire des résultats pour la santé très différents en fonction de l’emplacement. Dans les centres de données américains de Meta, nous avons constaté que le coût de la santé publique de la formation du même modèle peut varier de plus d’un facteur 10.

Nous avons besoin d’une IA informée par la santé

Des solutions côté approvisionnement, comme l’utilisation carburants alternatifs Pour les générateurs de sauvegarde et l’approvisionnement en électricité à partir de carburants propres, peut réduire l’impact de la santé publique de l’IA, mais ils sont disponibles avec des défis importants.

Les générateurs de sauvegarde propres qui offrent le même niveau de fiabilité que le diesel sont toujours limités. Et malgré les progrès de énergie renouvelableLes combustibles fossiles restent profondément ancrés dans le mélange de carburant énergétique. La US Energy Information Administration projets Ce charbon production d’électricité en 2050 restera à environ 30% du niveau 2024 dans le scénario alternatif de l’électricité, dans lequel les centrales électriques continuent de fonctionner selon les règles existantes avant avril 2024. À l’échelle mondiale, la part du charbon et d’autres combustibles fossiles dans la production d’électricité a est resté presque plat Au cours des quatre dernières décennies, soulignant la difficulté de modifier entièrement l’approvisionnement en énergie qui alimente les centres de données.

Nous pensons que les stratégies côté demande qui considèrent les variations spatiales et temporelles des impacts sur la santé peuvent fournir immédiatement des solutions efficaces et exploitables. Ces stratégies sont particulièrement bien adaptées aux centres de données d’IA avec une flexibilité opérationnelle substantielle. Par exemple, la formation d’IA peut souvent fonctionner dans tous les centres de données disponibles et ne fait généralement pas face à des délais difficiles, de sorte que ces emplois peuvent être acheminés vers des emplacements ou différés à des temps qui ont moins d’impact sur la santé publique. De même, les travaux d’inférence – le travail qu’un modèle fait pour créer une sortie – peut être acheminé entre plusieurs centres de données sans affecter expérience utilisateur.

En incorporant l’impact sur la santé publique en tant que métrique de performance clé, ces flexibilités peuvent être exploitées pour réduire le fardeau croissant de la santé de l’IA. Surtout, cette approche informée de la santé de l’IA nécessite des modifications minimales des systèmes existants. Les entreprises doivent simplement prendre en compte les coûts de santé publics lors de la prise de décisions.

Alors que le coût de la santé publique de l’IA se développe rapidement, l’IA est également énorme pour faire progresser la santé publique. Par exemple, au sein du secteur de l’énergie, l’IA peut naviguer dans l’espace de décision complexe de la répartition des centrales électriques en temps réel. En alignant la stabilité du réseau avec les objectifs de santé publique, l’IA peut aider à minimiser les coûts de santé tout en maintenant une alimentation fiable.

L’IA devient rapidement une utilité publique et continuera de remodeler la société profondément. Par conséquent, nous devons examiner l’IA à travers un objectif public, avec son impact sur la santé publique comme considération critique. Si nous continuons à l’ignorer, le coût de la santé publique de l’IA ne fera que croître. L’IA informée en santé offre une voie claire pour faire progresser l’IA tout en faisant la promotion de l’air plus propre et des communautés plus saines.