В этой статье мы рассмотрим основные проблемы внедрения искусственного интеллекта в социум для обеспечения энергетической и экологической безопасности. Описывается взаимосвязь решения задач безопасности энергетики и экологии. Определяется место искусственного интеллекта в решении этих задач. В качестве основной угрозы применения методов искусственного интеллекта в решении задач энергетики и экологии выдвигается угроза, связанная с неравномерностью экономического развития государств мира. В настоящее время в жизнь общества активно внедряются методы искусственного интеллекта (ИИ). Это обусловлено, прежде всего, объективными предпосылками, сложившимися в социуме. К предпосылкам следует отнести, прежде всего, развитие вычислительной техники, способной решать сложные задачи, связанные с обработкой больших массивов данных, и, как следствие, всеобщая цифровизация жизни общества – от экономики до духовных процессов в жизни человека.

Но главным аспектом искусственной интеллектуализации социума являются огромные финансовые средства, накопленные государствами «золотого миллиарда», которых никогда не было у сильных мира сего за всю историю человечества, и безудержное стремление сильных многократно увеличить свои капиталы. Но мы не будем говорить о внедрении ИИ во все сферы человеческой деятельности, а остановимся лишь на вопросах его применения в энергетической и экологической безопасности.

Предварительно отметим, что вопросы безопасности энергетики в современном мире напрямую связаны с экологической безопасностью и наоборот. Поэтому рассматривать задачи ИИ в сфере этих аспектов безопасности по отдельности никоим образом нельзя.

В качестве доказательства этого тезиса приведем лишь небольшой пример. В работе [1] сказано что выбросы углекислого газа, связанные с энергетикой, достигли рекордного уровня. Согласно докладу Международного энергетического агентства, выбросы увеличились на 1,7%, достигнув 33,1 гигатонн. Авторы [1] пишут, что мировые потребности в энергии растут с экспоненциальной скоростью, и возобновляемые источники энергии являются единственной возможной альтернативой традиционным источникам электроэнергии на ископаемом топливе, которые продолжают выбрасывать в атмосферу парниковые газы. «Самая значительная проблема возобновляемых источников связана с непредсказуемым характером погоды (а это уже задачи экологической безопасности). Два основных источника – солнечная и ветровая электроэнергетика – в значительной степени зависят от погоды. Всегда существует возможность экстремальных и неожиданных изменений в атмосфере, которые могут оказать вредное влияние на выработку энергии.

Энергетическая отрасль должна использовать «умные системы» для улучшения включения возобновляемых источников в существующие электрические сети, чтобы возобновляемая энергетика стала равным игроком в глобальном энергоснабжении. Часто, когда средства генерации возобновляемой энергии присоединяются к существующей сети, может быть трудно стабилизировать поток энергии в электрической сети. Системы искусственного интеллекта смогут помочь объединению микросетей и эффективно управлять распределением энергии.

Большие перспективы ИИ связаны с возможностью контролировать неустойчивость и непредсказуемость возобновляемых источников энергии, предлагая повышенную безопасность и надежность. С помощью технологий ИИ можно лучше понимать схемы потребления энергии, более эффективно выявлять утечки энергии и работоспособность устройств. С помощью технологий ИИ можно лучше понимать схемы потребления энергии, более эффективно выявлять утечки энергии и работоспособность устройств. Например, прогностический анализ на основе ИИ может собирать данные с датчиков ветрогенераторов для мониторинга ежедневного износа. Система сможет контролировать общее состояние оборудования и предупреждать оператора о необходимости технического обслуживания».

Отметим, что непредсказуемость функционирования возобновляемых источников энергии ставит под вопрос само применение этих источников в промышленности, поэтому помочь в ответе на вопрос о внедрении возобновляемых источников поможет, в числе прочих способов, разработка новых методов ИИ.

В настоящее время стали особенно популярны нейросетевые технологии ИИ. Следует отметить, что для их успешного функционирования нужны большие обучающие выборки. Однако, как показала практика, для получения адекватного прогноза редких климатических нежелательных проявлений существующие объемы выборки для обучения нейросетей недостаточны. Порой погрешность нейросетевых прогнозов, используемых для этих целей, достигает 98%. Поэтому не стоит идеализировать нейросетевые технологии, а следует применять при построении прогнозов и методы обычной классической математики или другие методы ИИ.

Мировая гонка технологий в обозримом будущем приведет к внедрению самых современных инноваций в атомную сферу [2]. Перечислим первоочередные задачи ИИ в сфере ядерной энергетики:

• Безопасность реакторов.
• Контроль состояния АЭС.
• Управление катастрофическими рисками.
• Создание цифровых моделей АЭС.
• ИИ + АСУ ТП на предприятиях атомной отрасли.
• Проектирование.
• Развитие науки на основе использования методов ИИ.

Отметим, что вышеперечисленные пункты напрямую связаны с ядерной безопасностью и задами ИИ для ее обеспечения.

Нужно сказать о том, что ядерное оружие также относится к ядерной энергетике, поэтому важно начать использовать методы  ИИ при моделировании влияния на живые организмы и экологию ядерных взрывов. Исследований, посвященных этой тематике в настоящее время крайне мало.

Актуальными также являются задачи эффективного управления тепловыми и гидроэлектростанциями, вопросы оптимального распределения энергии и т.д.
Угрозами для неэффективного использования ИИ в энергетике является, прежде всего, различие в экономическом уровне государств. Так, например, Китай, потребляет энергии в 2.08 раза больше, чем США. Это, хотя и косвенно, показывает технический уровень развития КНР.

В России развитию искусственного интеллекта посвящена отдельная национальная стратегия до 2030 года, которую президент Владимир Путин утвердил осенью 2019 года. А в нацпроекте “Цифровая экономика” искусственному интеллекту посвящен отдельный федеральный проект, общий объем финансирования которого составит 86,5 млрд рублей (24,6 млрд рублей из бюджета, 6,9 млрд рублей – внебюджетное финансирование, 55 млрд рублей – средства “Сбера”, разработавшего документ). Между тем в энергетике “умные” цифровые системы пока представлены довольно узко.

Они используются в обработке данных, автоматизации рутинных задач, распознавании и интерпретации речи и голоса, анализе видеопотока и изображений. … Проект внедряется и на других объектах, уточнил руководитель экспертной группы по импортозамещению при правлении ассоциации “Цифровая энергетика”, руководитель центра цифровых технологий концерна “Росэнергоатом” Константин Кудашев. Схожее решение использует и компания “Юнипро” на своих объектах. Система предиктивного анализа генерирующего оборудования внедрена и компанией “Россети Мобильные ГТЭС”. Пилотный проект по анализу турбогенераторов реализуется на Нововоронежской АЭС. Однако наиболее широкое применение ИИ в электроэнергетике будет связано с работой с конечными потребителями, считает генеральный директор “Цифры” Игорь Богачев.

ИИ в экологии направлен, прежде всего, на прогнозы нежелательных природных явлений, несущих угрозы человечеству. Примером этого является, например, недавно защищенная диссертация на соискание ученой степени доктора географических наук А.Шиховым (г.Пермь) на тему «Опасные метеорологические явления, связанные с ветром, и их воздействие на лесной покров европейской территории России: методы идентификации, закономерности пространственно-временного распределения и условия возникновения». Диссертационное исследование посвящено решению научной проблемы идентификации и диагностики условий возникновения шквалов, смерчей и сильных ветров на основе спутникового мониторинга вызванных ими нарушений лесного покрова [3]. При проведении исследований использовались методы ИИ.

Кроме прогнозов экологической опасности ИИ применяется для оценки ущерба от безумного развития промышленности в развитых государствах, которое сопровождается появлением всевозможных полигонов с отходами ядерной, пищевой, химической и т.д. промышленности. Информацию об этих нежелательных проявлениях человеческой цивилизации можно найти в огромном количестве, например, в статьях, размещенных в сети интернет.

Недавно на заседании дискуссионного клуба «Пикейные жилеты» в Израиле обсуждался вопрос о том, как понимать бедность и богатство. На наш взгляд, на заседании клуба было выработано очень хорошее определение: «Если запросы человека могут быть удовлетворены его доходами, то этого человека нужно считать богатым, иначе – бедным. Запросы определяются воспитанием человека». Сейчас значительная часть людей безудержно стремится к излишнему, не нужному природе человека комфорту, требующему больших капиталовложений и способов утилизации огромного количества отходов социума. В качестве эффективной организации утилизации предлагается, в числе прочего, использовать методы ИИ.

Но разработка новых методов ИИ требует высококвалифицированных специалистов, ученых и современного оборудования, которых нет в слаборазвитых или средних по экономическому уровню государствах, а отходы промышленности развитых государств стремительно распространяются по всему миру. Проекты использования методов ИИ обеспечивают лишь экологическую безопасность сильных, которые в силу географического расположения государств не затрагивают интересов многих слабых стран. Поэтому основной проблемой внедрения ИИ в решение вопросов безопасности является неравномерное развитие социума. Также проблемой, касающейся ИИ, являются разные задачи существования разных государств.

Учитывая тот факт, что в связи с глобализацией государства с течением времени все больше и больше зависят друг от друга, важны общепланетарные (а не только общегосударственные) проекты, связанные в том числе и с методами искусственного интеллекта, способных обезопасить социум и в энергетическом, и в экологическом аспектах.

Таким образом, основной проблемой внедрения искусственного интеллекта в социум для обеспечения энергетической и экологической безопасности государств является неравномерность экономического развития стран и отличие интересов разных стран в решении вопросов энергетики и экологии.

Список литературы

• Роль искусственного интеллекта в возобновляемой энергетике.  Электронный ресурс.
• https://atomicexpert.com/page3177509.html? (дата обращения 17.06.2022).
• Пермский университет поздравляет Андрея Шихова с успешной защитой докторской диссертации. Электронный ресурс

Авторы: О.Л. Фиговский, О.Г. Пенский
Источник: http://www.proatom.ru/