维度网讯,华盛顿大学的研究团队开发出一套人工智能系统,能够自动估算不同电子设备在生产环节的环境影响。该系统利用多个AI代理(自主执行任务的程序)从公开数据中梳理信息并进行生命周期评估(LCA),其平均误差率在5%至19%之间,与人类专家完成的LCA准确度相近。相关研究成果于6月12日发表在学术期刊《自然·电子学》(Nature Electronics)上。
研究显示,消费者对更可持续的设备有更高支付意愿,但获取电子设备的详细环境影响数据目前十分困难。以一部手机为例,它由数百个芯片和其他组件构成,每个部件的生产排放量各不相同,且这些数据往往不公开甚至未被测量。人类专家手动收集LCA所需信息可能需要数天乃至数月。研究团队设计的多个AI代理可协同工作,自动从产品描述、图像和文件中提取电子部件信息,约在一分钟内给出可比较的估算结果。
该系统通过两个AI代理模拟LCA流程中的不同角色。一个扮演分析师,定义所需信息及整合方式,并审查结果准确性;另一个扮演工程师,从公开数据中抓取电子设备组件信息,包括筛选电子表格、查找设备内部图像以获取芯片信息,数据来源甚至包括FCC数据库和iFixit帖子等非常规渠道。两个代理循环工作,直至第一个代理确认信息完整,随后参考LCA数据库,将部件清单转换为碳排放估算。
团队还开发了一种“最近邻”方法,绕过详细数据收集直接估算碳足迹。对于笔记本电脑和智能手机等已有公开碳足迹报告的常见设备,他们发现屏幕尺寸和处理器等规格相似的产品碳值相近。因此,未知设备的碳足迹可表示为相似产品的加权平均值。该方法同样适用于估算LCA数据库中未包含的材料,如新型可持续塑料可根据具有相似性质和化学结构的塑料进行估算。在测试中,该方法的平均误差为23%,而人类专家的平均误差为143%。
研究团队强调,该系统旨在帮助整体减少碳排放,但运行AI模型本身需要能源。为此他们采取多项措施减轻影响,包括使用能耗低于通用模型的小型AI模型,以及通过先查询已有排放估算来避免重复运算。若系统确实需要调用AI模型,目前估算一个设备碳足迹的碳排放量约等于泡一杯茶产生的排放量。团队计划未来与公司合作,帮助自动化其工作流程。
该研究的资深作者、华盛顿大学保罗·G·艾伦计算机科学与工程学院助理教授Vikram Iyer(维克拉姆·艾耶)表示,人们愿意为更可持续的设备支付更高价格,但手机等产品由数百个芯片和其他组件构成,每个组件的生产排放数据不公开且难以获取,人类专家手工收集可能需要数天甚至数月,而他们设计的多个AI代理可协同工作并在一分钟内完成估算。第一作者、艾伦学院博士生Zhihan Zhang(张智涵)介绍,他们通过采访LCA专家并构建系统来模拟交互过程。其他合著者还包括:华盛顿大学艾伦学院的Alexander Metzger、Felix Hähnlein、Zachary Englhardt、Shwetak Patel(帕特尔),韦尔斯利学院的Yuxuan Mei(在华盛顿大学艾伦学院完成该研究时为博士生),圣母大学的Tingyu Cheng,东北大学的Gregory D. Abowd,以及布朗大学的Adriana Schulz(在华盛顿大学艾伦学院完成该研究时为助理教授)。本研究由亚马逊研究奖(Amazon Research Awards)和国家科学基金会(National Science Foundation)资助,Zhang得到谷歌博士生奖学金(Google PhD Fellowship)支持。
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