KI-Leuchtturmprojekt „NADIKI“: Transparente Kennzahlen zum Ressourcenverbrauch durch Künstliche Intelligenz
Vier KI-Leuchtturm-Projekte aus Baden-Württemberg bekamen am 27. Juni 2023
im Cyber Valley Tübingen durch Christian Kühn, Parlamentarischer
Staatssekretär im Bundesumweltministerium (BMUV), und Corinna Enders,
Geschäftsführerin der ZUG (Zukunft Umwelt Gesellschaft), die
Förderbescheide überreicht und erhalten Fördergelder in Höhe von insgesamt
5,5 Millionen Euro. Mit dabei: Das Projekt „Umweltindikatoren für digitale
Infrastruktur & KI Anwendungen (NADIKI)“ an der Universität Stuttgart, das
durch den Energieexperten Prof. Peter Radgen und den Informatiker Prof.
Marco Aiello in Zusammenarbeit mit der Sustainable Digital Infrastructure
Alliance (SDIA) durchgeführt wird.
NADIKI setzt an der ökologischen Herausforderung an, dass Künstliche
Intelligenz (KI) für die Infrastruktur wie auch für die Anwendungen enorme
Ressourcen verbraucht (zum Beispiel Energie, Rohstoffe und seltene Erden)
und damit relevante Mengen an CO2 verursacht. Für eine nachhaltige KI-
Nutzung ist es daher wichtig, vorhandene Infrastruktur bestmöglich zu
nutzen, um den Bau neuer Rechenzentren, Server oder Netzwerkequipment zu
reduzieren oder zu vermeiden. Gleichzeitig sollten KI-Systeme optimal
ausgelastet sowie der Ressourcenverbrauch erfasst und offengelegt werden.
„Bisher werden die meisten Daten zur Ressourcennutzung (und zum
entstehenden CO2) nur geschätzt“, erklärt Prof. Peter Radgen vom Institut
für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (IER) der
Universität Stuttgart. „Dies will das Projekt NADIKI ändern, indem es
transparente Kennzahlen aus der digitalen Infrastruktur zur Verfügung
stellt“, ergänzt Prof. Marco Aiello vom Institut für Architektur von
Anwendungssystemen (IAAS).
KI bestimmt ihren eigenen Fußabdruck
NADIKI soll den realen Energie- und Ressourcenverbrauch und den damit
verbundenen CO2-Ausstoß von KI-Anwendungen über eine Schnittstelle
bereitstellen und transparent machen. Durch diese können informierte
Entscheidungen zur Ressourcennutzung getroffen werden, welche eine
effizientere Nutzung der Infrastruktur ermöglichen. Zum Beispiel kann ein
KI-Lernvorgang zeitlich oder örtlich verschoben werden. So kann man
ungenutzte Kapazität in Europa besser auslasten und der Bedarf für neue
zusätzliche Infrastruktur wird gesenkt. Oder ein Lernvorgang kann an einen
Standort verschoben werden, an dem mehr erneuerbare Energie im lokalen
Stromnetz vorhanden ist, was Treibhausgas-Emissionen reduziert. Zusätzlich
kann durch NADIKI eine KI-Anwendung die Signale zum Stromverbrauch und zu
Server-Hardware, Kühlsystemen und anderen Komponenten der Infrastruktur in
echte Kennzahlen zu Treibhausgas-Emissionen und Ressourcenverbräuchen
umrechnen. Damit können KI-Anwendungen ihren eigenen Fußabdruck bestimmen
und ihren realen Verbrauch transparent machen.
Schnittstelle und Werkzeuge für Kosten-Nutzen-Analyse
KI und digitalen Technologien sollte eine faktenbasierte Kosten-Nutzen-
Analyse zu Grunde liegen, die positive Umweltwirkungen und mögliche
negative Wirkungen durch den Einsatz von KI gegenüberstellt. NADIKI
liefert die entsprechende Schnittstelle sowie Werkzeuge, um diese Analyse
durchführen zu können. Auch ermöglicht es das Projekt, ökologische
Anforderungen an KI zu prüfen, zu definieren und umzusetzen. Dazu soll
eine mögliche Umwelt-Kennzeichnung evaluiert werden, vergleichbar mit
einem Siegel wie dem Blauen Engel. Alle Bausteine des NADIKI Projekts
werden als „Free and Open Source Software“ und mit offener Datenbasis
bereitgestellt.
Zur Förderinitiative KI-Leuchttürme
Die KI-Leuchttürme sind eine Initiative im Rahmen des Fünf-Punkte-
Programms „Künstliche Intelligenz für Umwelt und Klima“. Das Programm ist
ein Beitrag zur Umsetzung der KI-Strategie der Bundesregierung mit dem
Ziel, Deutschland und Europa zu einem führenden Standort für KI-
Technologien zu machen und dabei eine verantwortungsvolle und
gemeinwohlorientierte Entwicklung und Nutzung von KI voranzubringen. Das
Bundesumweltministerium fördert dabei Projekte, die Künstliche Intelligenz
nutzen, um ökologische Herausforderungen zu bewältigen und beispielgebend
sind für eine umwelt-, klima-, gesundheits- und naturgerechte
Digitalisierung.
Neben NADIKI wurden die folgenden weiteren KI-Leuchtturmprojekte
ausgezeichnet:
• Demontageautomatisierung im Remanufacturingprozess von
Elektrokleingeräten (DESIRE4ELECTRONICS)
• Künstliche Intelligenz für klimaneutrale Kläranlagen (KIkKa)
• Steigerung des Nutzungsgrads von Kunststoffabfällen durch KI-
basierte Kombination von manueller Sortierung und Mikro-Automatisierung
(RecycleBot)
Weitere Informationen:
„Die Einsparpotenziale sind riesig“ – Interview mit Prof. Peter Radgen
