Investigadores de la Universidad de Texas en Austin, en colaboración con Cognizant AI Labs, han desarrollado un sistema de inteligencia artificial (IA) capaz de formular soluciones óptimas para políticas medioambientales, orientadas a impulsar las iniciativas de sostenibilidad global de las Naciones Unidas. Este avance se basa en el análisis de datos sobre el uso de la tierra y el almacenamiento de carbono recopilados en los últimos 175 años, y se presenta en un artículo publicado en la revista Environmental Data Science.
El nuevo sistema de IA se distingue por su capacidad para equilibrar complejas compensaciones, sugiriendo maneras de maximizar el almacenamiento de carbono, minimizar las interrupciones económicas y mejorar tanto el medio ambiente como la calidad de vida de las personas. Este proyecto forma parte de Project Resilience, una iniciativa respaldada por la ONU que reúne a científicos y expertos para abordar problemas globales de toma de decisiones, incluyendo los ambiciosos objetivos de desarrollo sostenible para esta década.
Risto Miikkulainen, científico informático de la Universidad de Texas y uno de los impulsores del proyecto, sostiene que este enfoque de IA, inicialmente centrado en el uso de la tierra, podría extenderse a una gama más amplia de desafíos, desde enfermedades infecciosas hasta la inseguridad alimentaria. La IA tiene el potencial de descubrir soluciones más efectivas que las que podrían idear los humanos.
Una evolución digital para la sostenibilidad
El núcleo del sistema desarrollado por los investigadores es la IA evolutiva, un enfoque computacional inspirado en el proceso de selección natural. Este método comienza con un conjunto de escenarios políticos y evalúa cómo cada uno de ellos impacta en los costos económicos y ambientales. A través de un proceso que simula la «supervivencia del más apto», las combinaciones de políticas que no logran un equilibrio adecuado son descartadas, mientras que las más eficaces son seleccionadas para «reproducirse», dando lugar a nuevas combinaciones.
El sistema también introduce mutaciones aleatorias para explorar combinaciones novedosas con mayor rapidez, repitiendo el proceso a lo largo de cientos o miles de escenarios. De esta manera, las «generaciones» de políticas se optimizan cada vez más en función de un conjunto de prioridades definidas.
Utilizando datos globales sobre el uso de la tierra que abarcan siglos, los investigadores entrenaron un modelo predictivo que correlaciona la ubicación, el uso de la tierra y el carbono a lo largo del tiempo. Además, desarrollaron un modelo prescriptivo para ayudar a los responsables de la toma de decisiones a identificar estrategias óptimas de uso de la tierra que contribuyan a la mitigación del cambio climático.
Las recomendaciones del sistema a veces sorprendieron al equipo. Aunque se sabe que los bosques son eficaces en el almacenamiento de carbono, el modelo ofreció un enfoque más matizado que la simple conversión de la mayor cantidad de terreno posible en bosques. Por ejemplo, se descubrió que sustituir tierras agrícolas por bosques es mucho más efectivo que reemplazar tierras de pastoreo. Además, los cambios de uso de la tierra en diferentes latitudes no producen los mismos beneficios.
Daniel Young, investigador en Cognizant AI Labs y estudiante de doctorado en la Universidad de Texas, destaca que si bien la creación de bosques puede ayudar a mitigar el cambio climático, es crucial encontrar un equilibrio que evite la destrucción de hábitats raros y la afectación de la producción de alimentos y las ciudades. La inteligencia artificial ofrece opciones que pueden ser más fácilmente aceptadas por personas, empresas y gobiernos que tradicionalmente se resisten al cambio.
Los investigadores han convertido su modelo en una herramienta interactiva que permite a los legisladores explorar cómo incentivos, como créditos fiscales para propietarios de tierras, podrían alterar el uso de la tierra y reducir las emisiones de carbono. Se estima que las actividades relacionadas con el uso de la tierra, incluida la agricultura y la silvicultura, son responsables de cerca de una cuarta parte de todas las emisiones de gases de efecto invernadero generadas por el ser humano. Los expertos consideran que cambios inteligentes en el uso de la tierra serán necesarios para reducir la cantidad de carbono en la atmósfera y, así, ralentizar el cambio climático.
Este avance ha sido reconocido en conferencias de prestigio, incluyendo el evento NeurIPS, donde una versión anterior del artículo recibió el premio «Mejor Ruta hacia el Impacto» en un taller sobre cambio climático.
