कृत्रिम बुद्धिमत्ता आणि पर्यावरण : हरित भविष्यासमोरील आव्हान

‘कृत्रिम बुद्धिमत्ता’ अर्थात ‘एआय’चा वापर हा हल्ली सरसकट होताना दिसतो. पण, जर तुम्हाला सांगितले की, ‘एआय’च्या वापरामुळेही पर्यावरणासमोर आव्हाने निर्माण होतात तर... कदाचित क्षणभर यावर आपला विश्वासही बसणार नाही, पण हे सत्य आहे. ते नेमके कसे, त्याचा आढावा घेणारा हा लेख...

रविवारची सकाळ. आज चर्चेसाठी नेहमीच्या लोकांबरोबर जयंतरावांचे मित्र डॉ. प्रकाश पाटीलपण आले होते. डॉ. पाटील हे एक प्रसिद्ध पर्यावरणतज्ज्ञ आणि या क्षेत्रातील विचारवंत.

"आदित्य, ‘एआय’बद्दल तू बरीच माहिती दिलीस. मी जयंताकडून सगळे ऐकले आहे. पण, याचा पर्यावरणावर परिणाम होतो, याची आपल्याला जाणीव आहे का? तुला काय वाटतं?” प्रकाश म्हणाले.

आदित्य हसला. "हो आजोबा, ‘एआय’ आपल्याला मदत करते आहे; पण त्याचा पर्यावरणावरील ताणही प्रचंड आहे. विशेषतः ‘जनरेटिव्ह एआय’, ‘चॅटजीपीटी’, ‘मिडजर्नी’, ‘क्लाऊड’, ‘जेमिनी’ यांसारखी साधने नक्कीच पर्यावरणावर बराच बोजा टाकत आहेत.

कृत्रिम बुद्धिमत्तेच्या वापरामुळे पर्यावरणावर परिणाम का होतो?

यामागे मुख्य कारण आहे, संगणकीय शक्तीची ऊर्जेची भूक आदित्य सांगू लागला. सगळ्यांच्या चेहर्यावरील आश्चर्यजनक भाव पाहून आदित्य म्हणाला, "आपण टप्प्याटप्प्याने याची चर्चा करू.”

१. ‘जीपीयु’ म्हणजे काय?

‘जीपीयु’ (ग्राफिक्स प्रोसेसिंग युनिट) हजारो लहान प्रोसेसरनी बनलेले असतात. एकेक प्रोसेसर छोट्या-छोट्या गणिती क्रिया करतो आणि एकत्रितपणे मोठं काम पूर्ण होतं. त्यामुळे ‘जीपीयु’ म्हणजे प्रचंड गतीने आकडेमोड करणारा कारखाना. कृत्रिम बुद्धिमत्तेमध्ये विशेषतः ‘जनरेटिव्ह एआय’मध्ये ‘जीपीयु’चा मोठ्या प्रमाणात वापर होतो. पारंपरिक संगणकीय प्रक्रियांमध्ये ‘जीपीयु’चा वापर फारसा होत नाही. त्यामुळे ‘जीपीयु’चा मोठ्या प्रमाणात वापर हे कृत्रिम बुद्धिमत्तेचे एक वैशिष्ट्य आहे.

२. ‘जीपीयु’ आणि तापमानवाढ

प्रत्येक आकडेमोड किंवा गणना करताना ‘जीपीयु’ विजेचा वापर करतात. विजेचे ऊर्जेत रूपांतर होताना बराचसा भाग उष्णतेच्या स्वरूपात बाहेर पडतो. हजारो ‘जीपीयु’ एकाच वेळी काम करत असतात, त्यामुळे संपूर्ण डेटा सेंटर भट्टीसारखं तापतं.

जर ‘जीपीयु’ गरम झाले, तर त्यांची कार्यक्षमता कमी होते. म्हणून डेटा सेंटर्समध्ये थंड ठेवण्यासाठी एअर कण्डिशनिंग केले जाते किंवा पाणी वापरून ‘जीपीयु’ थंड केले जातात. ‘जीपीयु-३’सारख्या मॉडेलचं ट्रेनिंग करताना सात लाख लीटर पाणी फक्त ‘जीपीयु’ थंड ठेवण्यासाठी लागलं होतं.

३. विजेचा वापर किती?

प्रत्येक ‘जीपीयु’ मोठ्या प्रमाणात वीज वापरतो. हजारो ‘जीपीयु’ वापरले, तर अनेक मेगावॅट्स वीज एका संगणकीय प्रक्रियेसाठी लागते. ही वीज जर कोळशातून तयार होत असेल, तर कार्बन उत्सर्जन जबरदस्त वाढतं. ‘जीपीयु-३’सारख्या मॉडेलचे ट्रेनिंग करताना १ हजार, ३०० मेगावॅट-तास इतकी ऊर्जा लागली होती, ज्यातून ५५० टन कार्बनडाय ऑसाईड तयार झाला होता. एक गाडी एका वर्षाला साधारण २० हजार किमी चालली, असे आपण गृहीत धरले, तर साधारण ४.५ टन कार्बनडाय ऑसाईड तयार होतो. म्हणजे ‘जीपीयु-३’ तयार करताना १२० गाड्या एक वर्षभर चालवल्या, तर जेवढा कार्बनडाय ऑसाईड तयार तयार होईल, तेवढा ‘सीओ२’ हवेत सोडला गेला.

हे सर्व जीपीयु, सीपीयु, हार्डडिस्क, नेटवर्क एका मोठ्या इमारतीत ठेवले जातात. तिथे वीजपुरवठा, एअर कण्डिशनिंग, बॅकअप जनरेटर सगळे चालू ठेवावे लागते. त्यासाठी लागणारी वीज आणि त्यातून तयार होणारा कार्बनडाय ऑसाईड हेपण कृत्रिम बुद्धिमतेमुळे होणार्या कार्बन उत्सर्जनात धरले पाहिजेत.

‘जनरेटिव्ह एआय’च्या वापराचा परिणाम

"बरं आदित्य, ‘एआय’ मॉडेलच्या ट्रेनिंगच्या वेळी एवढी ऊर्जा खर्च होते हे समजले. पण, ‘एआय’च्या वापरावेळीदेखील परिणाम होतो का?” प्रकाश आजोबांनी विचारलं.

"आजोबा, आपण सगळेच आजकाल दैनंदिन व्यवहारात ‘चॅटजीपीटी’सारख्या साधनांचा वापर करतो. पण, ‘एआय’च्या छोट्या छोट्या वापरामध्येपण ऊर्जेचा मोठ्या प्रमाणात वापर होतो. आता हेच बघा ना-

‘चॅटजीपीटी’ला विचारलेला एक प्रश्न साधारण ०.००१-०.००२ किलोवॅट ऊर्जा वापरतो. साधारण तीन ते सहा ग्राम एवढे कार्बन उत्सर्जन यातून होते. म्हणजे आपण ‘चॅटजीपीटी’ला ५००-७०० प्रश्न विचारले, तर एक एलईडी बल्ब एक तास चालवण्याइतकी वीज वापरली जाते.

एका अंदाजानुसार, ‘चॅटजीपीटी’वर दररोज २० कोटी प्रश्न जगभरातून विचारले जातात. प्रत्येक प्रश्नाचे उत्तर द्यायला तीन ग्रॅम कार्बन उत्सर्जन होते असे गृहीत धरले, तर एकूण एका दिवसात ६०० मेट्रिक टन कार्बनडाय ऑसाईड हवेत सोडला जातो. म्हणजे १ लाख, २० हजार गाड्या दहा किमी चालवल्या, तर जेवढे कार्बन उत्सर्जन होईल, तेवढे ‘चॅटजीपीटी’ एका दिवसात करतो.

एक पूर्ण वाढ झालेले झाड एका वर्षात २२ किलोग्रॅम कार्बन शोषून घेते. म्हणजे ‘चॅटजीपीटी’ने तयार केलेला कार्बन शोषून घेण्यासाठी आपल्याला एका वर्षात एक कोटी झाडे लावावी लागतील.”

हे सगळे आकडे ऐकून जयंतराव आणि त्यांचे मित्र सुन्न झाले.

‘जनरेटिव्ह एआय’ वापरून केलेल्या चित्रांमुळे होणारे कार्बन उत्सर्जन हे साधे प्रश्न विचारून मजकूर निर्मिती करणार्या ‘जनरेटिव्ह एआय’पेक्षा खूप जास्त असते. मजकूर तयार करताना शब्दांच्या मालिकेवर प्रक्रिया केली जाते. पण, प्रतिमा तयार करण्यासाठी अब्जावधी अतिरिक्त गणना कराव्या लागतात. त्यामुळे ‘एआय’निर्मित एका प्रतिमेसाठी अनेक वॅट-तास वीज खर्च होते. काही अंदाजांनुसार, एक प्रतिमा तयार करताना होणारे कार्बन उत्सर्जन डझनभर किंवा शेकडो ‘चॅटजीपीटी’ प्रश्नांइतके असू शकते. हा परिणाम प्रतिमेच्या आकारावर, वापरलेल्या मॉडेलवर आणि डेटा सेंटरच्या कार्यक्षमतेवर अवलंबून असतो. उदाहरणार्थ, ५१२ द ५१२ पिसेलची प्रतिमा तयार करताना सुमारे १०-२० ग्रॅम ऊर्जा उत्सर्जन होऊ शकते, तर मोठ्या किंवा अधिक दर्जेदार प्रतिमा तयार करताना हा आकडा कितीतरी पटीने वाढतो. जसजसे सर्जनशील कामांसाठी ‘एआय’ साधनांचा वापर वाढतो, तसा त्यांचा पर्यावरणीय परिणामही वाढतो, त्यामुळे कार्यक्षम मॉडेल्स आणि हरित डेटा सेंटर्स ही शाश्वत ‘एआय’ आर्टसाठी अत्यावश्यक ठरणार आहेत. आदित्यने सांगितले.

"पण, मग याचा अर्थ कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा वापर कमी करावा लागणार का?” जयंतरावांनी एक सरळ प्रश्न केला.
"नाही आजोबा, जगभरात ‘हरित एआय’ म्हणजे, निसर्गावर कमीत कमी परिणाम करेल, अशा प्रकारच्या कृत्रिम बुद्धिमत्तेची साधने तयार करण्यावर भर दिला जातो आहे.”

हरित कृत्रिम बुद्धिमत्तेच्या दिशेने प्रयत्न

१. हरित डेटा सेंटर्स : ‘गूगल’, ‘मायक्रोसॉफ्ट’, ‘अॅमेझॉन’ यांसारख्या कंपन्या सौरऊर्जा व पवनऊर्जा प्रकल्पांशी जोडलेली डेटा सेंटर्स बांधत आहेत. या प्रकल्पांमधून कृत्रिम बुद्धिमत्तेसाठी लागणारी ऊर्जा पुरवली जाईल.

२. कार्यक्षम हार्डवेअर : नवे ‘जीपीयु’ कमी वीजेत जास्त गणना करू शकतील, असे बनवले जात आहेत. नुकतेच ‘एनव्हिडिया’ या कंपनीने ‘इंटेल’मध्ये पच अब्ज डॉलर्सची गुंतवणूक केली. याचा वापर सीपीयु आणि जीपीयु एकत्र विकसित करण्यासाठी केला जाईल. याच्यामुळे शाश्वत व पर्यावरणपूरक संगणकीय हार्डवेअर तयार करण्याचा मार्ग मोकळा होऊ शकतो.

३. ’ङङच’ मध्ये सुधारणा आणि छोटी मॉडेल्स : आपण मागे एकदा ’ङङच’ (श्ररीसश श्ररपर्सीरसश ोवशश्री) आणि त्यांचे ‘जनरेटिव्ह एआय’मधील महत्त्व बघितले होते. सुरुवातीच्या काळात ही मॉडेल्स प्रचंड मोठ्या अजस्त्र आकाराची होती. पण, गेल्या काही महिन्यांत विविध तंत्रांचा वापर करून लहान पण प्रभावी मॉडेल्स तयार होत आहेत. लहान मॉडेल वापरल्याने ऊर्जेची बचत होते.

४. पाण्याचा पुनर्वापर : काही डेटा सेंटर्समध्ये थंड करण्यासाठी लागणारे पाणी पुन्हा शुद्ध करून वापरले जाते.
भविष्यातील दिशा

हरित किंवा शाश्वत कृत्रिम बुद्धिमत्तेसाठी काही प्रयत्न आवश्यक आहेत.

१. ऊर्जा-कार्यक्षम अल्गोरिदम्स : अधिक कार्यक्षम, कमी वीज लागणारे अल्गोरिदम्स विकसित करणे.

२. स्थानिक एआय (जप-वर्शींळलश अख) : प्रत्येक गोष्टीसाठी लाऊडवर न जाता मोबाईल/लॅपटॉपवर चालणारे मॉडेल्स वापरणे. या दिशेने अनेक कंपन्या प्रयत्न करत आहेत.

३. नियम व धोरणं : सरकारने डेटा सेंटर्ससाठी ऊर्जा कार्यक्षमतेचे मानक लागू करणे.

४. जागरूक वापरकर्ते : कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा विचारपूर्वक वापर करणे, अनावश्यक प्रश्न कमी करणे. यासाठी सर्वसामान्य जनतेमध्ये जागरूकता आणणे महत्त्वाचे आहे.

डॉटर पाटील शेवटी म्हणाले, "निसर्गावर परिणाम होतो म्हणून ‘एआय’ क्रांती थांबवायची नाही; पण तिचा वेग आणि दिशा समजून घेऊन आपण हरित भविष्यासाठी काम करायला हवे, नाही तर आपल्याला मिळालेले हे साधन उलट पर्यावरणाचे मोठे संकट ठरेल.”

आदित्यने मान डोलावली. "हो डॉटर, भविष्यातील पिढ्यांसाठी आपल्याला ‘एआय’ आणि पर्यावरण यांचा तोल साधावा लागेल. हाच खरा शाश्वत विकास असेल.’

डॉ. कुलदीप देशपांडे
(लेखक ‘आर्टिफिशियल इंटेलिजन्स’ क्षेत्रातील तज्ज्ञ आहेत. त्यांना अॅनेलिटिस, आर्टिफिशियल इंटेलिजन्स या क्षेत्रांतील २५ वर्षांचा अनुभव आहे. ते ‘एलिशियम सोल्युशन्स’ या आर्टिफिशियल इंटेलिजन्समध्ये काम करणार्या जागतिक स्तरावरील कंपनीचे संस्थापक आणि व्यवस्थापकीय संचालक आहेत.)
९९२३४०२००१