人工智能(AI)技术飞速发展，在赋能千行百业转型发展的同时，也引发了人们对其用电量及相关温室气体排放的担忧。国际能源署(IEA)数据显示，目前数据中心、AI等应用占据了全球电力需求的2%;然而据其预测，到2026年，人工智能行业的用电量将呈指数级增长，达到其2023年总用电量的10倍。面对这一势头，衡量并限制由AI技术发展带来的环境影响，最大化降低其能源消耗，成为当下人们迫切需要解决的问题。
在施耐德电气，自设立人工智能中心(AI Hub)以来，利用AI技术应对气候变化等时代挑战，同时助力用户实现可持续发展目标，便成为施耐德电气的战略目标。而在应用AI技术实现能源效率提升的同时，该等式的另一侧——AI系统自身消耗了多少能源和资源，也需要我们加以重视。随着施耐德电气人工智能专家开发出评估AI系统效率的方法，在该领域建立全球标准的需求日益清晰可见。
如何设计俭约型AI
2024年1月，施耐德电气参与到由法国标准化节机构AFNOR牵头的“AFNOR俭约型AI规范”(AFNOR Spec on Frugal AI)的拟定。该规范旨在定义AI技术应用的最佳实践，并倡导遵循环保要求的AI标准。
基于此规范，我们大力推广用于AI开发的俭约化标准，其中包括适度设计、不变的效率追求，以及环境价值与成本之间的平衡。在与其他参与方合作编写准则的过程中，我们达成了同一主要目标，即通过向组织和个人提供可用于设计、运营AI系统的实用指南，全方位应对AI技术对环境带来的影响。
这项合作共计有140家来自不同领域的组织参与，覆盖工业、初创企业、公共部门、非政府组织和学术机构等。最终，在各方的不懈努力下，通过聚焦“定义与共识”、“环境指标及方法论”，以及“最佳实践”三大维度，该文件的相关性和实用性得以切实保证。
达成“俭约”共识
事实证明，基于与各个领域的专家和专业人士交流想法，而得出的结论更具裨益。其中，“俭约的评估范围”成为最为激烈的讨论之一。在评估一个用于提高能效或减少碳排放的AI系统时，可以比较两组数字：
1)应用基于AI技术的解决方案所节省的碳排放量;
2)因开发、运行该解决方案所产生的碳排放量。
毫无疑问，前者的数字会比后者高得多。然而，如果将AI解决方案应用在对减碳没有直接影响的场景，比如医疗保健或金融等完全不同的领域，如何权衡这两者才是关键。对此，我们进一步给出了三项定义：
“高效型AI系统”：重点展示如何通过优化AI系统(如模型、数据等)，以最大限度地降低其对环境的影响;
“俭约型AI服务”：衡量整个服务的价值链，及其具体应用;
“具有积极影响的AI服务”：在给定的影响因素(如碳排放、用水量等)条件下，该服务带来的积极影响需要大于其消极影响。
凭借自身在AI项目中的丰富实践和经验积淀，施耐德电气能够为特定行业的AI应用提供定制化的见解，即在应用AI服务的情境下，指导用户衡量其影响，并定义俭约概念。在这一过程中，施耐德电气能够进一步积累更多宝贵的洞察，持续优化俭约型AI的评估方法论。
AI三问，落实“俭约”
打造俭约型AI解决方案的关键在于以下三个问题：
1) 是否需要优先应用AI技术?
AI技术的应用，需建立在能够真正解决问题的基础上。有些AI解决方案可直接用于节约能源或减碳，而有些则用作其他用途，比如节省时间或成本、提高系统可靠性或安全性等。无论在何种情况下，确认是否存在其他方法，以及检验AI解决方案是否比该方法更有效，都至关重要。
2) 如何尽可能高效地使用AI技术?
此问题的出发点在于衡量AI的性价比——将收效及相关成本考虑在内。当应用AI解决方案的目的是节省能源或减少碳排放时，只需对比其能源与CO2的成本即可;而当用于其他目的时(如安全性)，则需要在评估其能源与CO2成本的同时，找到与提高安全性之间的平衡点。
3) 如何提升AI应用的“碳智慧”?
在整体平衡满足核心需求的前提下，不断深挖可优化的空间。对于此方面，可通过以下多种方式来实现：
减少基于AI技术应用程序的使用频率，例如，每小时修正一次能源生产/能耗预测，而非每小时四次;
使用绿色能源来运行AI 计算;
改进解决方案架构，例如增加边缘侧的计算、使用更节能的硬件等;
在模型精度上做出取舍，例如使用更小的数据集、更小的的神经网络，以及使用8位编码而非64位的参数;
在机器学习过程中融入专有知识，例如使用物理信息神经网络;
采用混合方法，例如将AI预测与线性优化相结合。
其中的某些方法或对解决方案质量具有潜在影响，因此在实践中，还需找到该方案的碳足迹与性能之间的折中点。
高效的AI解决方案，引领行业基准
2024年6月，“AFNOR俭约型AI规范”这一国际标准的发布，是推动AI应用环保化的重要里程碑。这一合作成果不仅丰富了我们应用AI技术的方法，还加强了所有贡献者在推动可持续创新方面的承诺。
正如施耐德电气高级副总裁、首席人工智能官Philippe Rambach所言：“效率一直是施耐德电气矢志不渝的追求，与此同时，我们也呼吁所有人遵守AI系统与服务在环境责任方面的最高标准。”通过积极参与“俭约型AI”标准
