- Un artículo reciente de investigadores del MIT predice que para 2050, el consumo de energía y las emisiones de los vehículos autónomos (AV) serán comparables a los de los centros de datos actuales, que representan el 1 por ciento del consumo de energía global y el 0,3 por ciento de las emisiones globales.
- Para reducir la futura huella de carbono de los AV, los científicos deberán hacer que los sistemas informáticos de los AV, incluidos los sensores inteligentes, sean mucho más eficientes.
La creciente visibilidad de los desastres climáticos en todo el mundo, como inundaciones e incendios forestales, ha hecho que sea imposible ignorar el impacto que los artículos de lujo cotidianos, como los desechos plásticos, tienen en nuestro planeta. Sin embargo, a pesar del progreso hacia la lucha contra los culpables más conspicuos del cambio climático, es posible que pronto otra fuente prominente esté al acecho bajo nuestras narices, o justo en nuestras manos.
Ya sea que estemos guardando fotos familiares o buscando en Google imágenes de erupciones sospechosas en WebMD, nuestros dispositivos están usando energía para llegar a “la nube” y sacar nuestros más pequeños caprichos. El costo de mantener el cerebro del centro de datos detrás de todo este conocimiento, como evitar que las computadoras se sobrecalienten además de simplemente alimentarlas, es un enorme 1 por ciento del consumo mundial de electricidad, que genera el 0,3 por ciento de las emisiones globales, según un informe de 2022. de la Agencia Internacional de la Energía.
Otras fuentes invisibles como las monedas digitales, incluido Bitcoin, han aparecido en los titulares por consumir grandes cantidades de energía, pero un artículo publicado por investigadores del MIT a fines del año pasado sugiere que una nueva fuente de emisiones digitales podría surgir para 2050 para rivalizar con los datos. centro de emisiones: vehículos autónomos (AVs).
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Soumya Sudhakar es el primer autor del artículo y estudiante de doctorado que se enfoca en sistemas autónomos en el MIT. Sudhakar cuenta Mecánica Popular en un correo electrónico que originalmente se sintió atraída por este problema como una forma de mirar hacia el futuro y predecir cómo nuestros hábitos informáticos actuales podrían convertirse en algo aún más serio.
“Queríamos hacer la pregunta, en un escenario futuro donde ahora nuestras actividades informáticas diarias implican conducir en un [AV]¿cómo modelamos esta nueva fuente de emisiones al ejecutar las computadoras a bordo del [AV]¿s?” Sudhakar dijo.
En su artículo, Sudhakar y sus colegas consideran una serie de factores que podrían contribuir a las emisiones de los AV, incluida la cantidad de vehículos en la carretera, el tiempo que esos automóviles pasan conduciendo y la potencia informática que llevan. En particular, son los sensores inteligentes integrados en los AV los que los investigadores creen que podrían sumarse seriamente.
Parte de lo que hace que los futuros AV sean potencialmente más seguros en la carretera que los automóviles conducidos por humanos es que, mientras que los conductores humanos solo tienen dos ojos para inspeccionar la carretera, un AV podría tener 10 cámaras ubicadas en 360 grados alrededor del automóvil. Cada una de estas cámaras está compuesta por una red neuronal que analiza constantemente la información visual para garantizar la seguridad del vehículo. Como describen los investigadores en su artículo, esto significa que un solo AV conduciendo durante una hora podría hacer 21,6 millones de inferencias por día y que una flota estimada de mil millones de AV podría hacer 21,6 cuatrillón inferencias por día.
A modo de comparación, “Facebook ejecuta billones de inferencias DNN por día en sus centros de datos”, escriben los autores. Esto convierte efectivamente a los futuros AV en “centros de datos sobre ruedas”.
Se deben hacer algunas advertencias para esta predicción, por ejemplo, el modelo de Sudhakar y su colega se basa en AV de nivel cuatro y cinco que pueden conducir sin supervisión humana. A partir de ahora, este tipo de AV avanzados no existen. Tampoco tiene en cuenta el impacto de las energías renovables en este problema, que Sudhakar dice que tendría un impacto positivo.
La tensión energética de las criptomonedas
La predicción del equipo del MIT puede parecer futurista, pero este mismo escenario ya se ha desarrollado con las demandas de energía de la minería de criptomonedas. De acuerdo con la New York Times, la extracción de un Bitcoin solía requerir solo la potencia informática de una sola computadora doméstica, pero a medida que crecía el valor de la moneda digital, también lo hacía su consumo de energía. Para 2022, el consumo global de electricidad de la minería de Bitcoin estaba entre el 0,4 y el 0,9 por ciento del consumo global. Esto lo coloca justo por delante del consumo de energía global actual del 0,3 por ciento de los centros de datos y el consumo de energía previsto para 2050 de los AV, y a la par con el país de Argentina.
La forma principal de abordar este problema en este momento, dice, es centrarse en desarrollar hardware y software que ayuden a los AV a hacer estas inferencias de manera más eficiente.
Ese es el trabajo que Asaf Cidon, profesor asistente de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en la Universidad de Columbia, y Srabanti Chowdhury, profesora asociada de ingeniería eléctrica en la Universidad de Stanford, buscan abordar en su trabajo.
Uno de los problemas que enfrenta el lado del hardware, dice Chowdhury Mecánica Populares que los materiales de silicio utilizados tradicionalmente para crear tecnología de sensores, como los chips de computadora, han llegado a sus límites.
“La tecnología consume tanta energía porque el mundo se está volviendo extremadamente conectado digitalmente, y es una tendencia que todo lo que usamos debe ser inteligente o incluso emocional”, dice Chowdury. “Lo que eso significa en electrónica es más capacidades informáticas y de detección y más demanda de energía”.
Para mejorar la cantidad de energía que puede manejar un solo chip, Chowdury dice que se deben seguir implementando nuevos enfoques de la computación, como los chips de silicio de materiales mixtos y la computación basada en la luz. En su laboratorio, Chowdury está analizando los diamantes como una forma de mejorar el rendimiento del silicio. Otro camino es el desarrollo continuo de chips de computadora 3D, que tienen el potencial de manejar una mayor entrada de datos de manera más eficiente que sus contrapartes 2D.
Con los problemas de eficiencia que enfrentan los chips tradicionales, Chowdury dice que es “plausible” que las predicciones de Sudhakar y sus colegas puedan convertirse en realidad si no se toman medidas.
Por su parte, Cidon no está tan convencido. Por un lado, los autos nuevos de hoy ya están llenos de sensores inteligentes. “La detección de puntos ciegos, el sistema de frenado automático y la detección de carriles… básicamente usan IA”, dice Cidon. “No sé si compro la idea de que la computación en el auto va a ser un gran problema”.
Dicho esto, Cidon está de acuerdo en que los sensores inteligentes en general crean una gran huella de carbono. Y aunque la creación de soluciones de hardware más eficientes ha sido un área activa de investigación durante muchos años, dice que hasta hace poco se ha prestado mucha menos atención a la mejora de la eficiencia del software. En muchos casos, no existe una forma clara para que los desarrolladores rastreen, por ejemplo, cuánta energía está usando una aplicación web individual, dice.
Algunas formas en que el software podría ayudar a abordar el problema de las emisiones es reducir la cantidad de carbono utilizada durante el proceso de capacitación de las IA, así como buscar cálculos “inflados” que usan energía y brindan pocos beneficios al cálculo general. Otro enfoque es algo llamado “agrupación de memoria” que permitiría que los dispositivos compartan el espacio no utilizado en la CPU de una computadora.
El tiempo dirá si tales innovaciones realmente inclinarán la balanza para cambiar las predicciones sombrías sobre las futuras emisiones de AV, pero los investigadores tienen la esperanza de que contribuyan a un panorama informático más eficiente y efectivo.
Sarah es una periodista de ciencia y tecnología con sede en Boston interesada en cómo la innovación y la investigación se cruzan con nuestra vida diaria. Ha escrito para varias publicaciones nacionales y cubre noticias de innovación en Inverso.
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