[论文解读] An Artificial Intelligence-based Framework to Achieve the Sustainable Development Goals in the Context of Bangladesh

Md. Tarek Hasan, Mohammad Nazmush Shamael+4 more|arXiv (Cornell University)|Apr 23, 2023

Smart Cities and Technologies被引用 7

一句话总结

本文提出了一种基于人工智能的框架，通过在社会、环境和经济领域整合人工智能，推动孟加拉国可持续发展目标（SDGs）的实现。该框架展示了人工智能在农业、废物分类、智能水务管理和暖通空调（HVAC）系统中的实际应用，为孟加拉国等发展中国家提供了一种可扩展、情境特定的可持续发展策略。

ABSTRACT

Sustainable development is a framework for achieving human development goals. It provides natural systems' ability to deliver natural resources and ecosystem services. Sustainable development is crucial for the economy and society. Artificial intelligence (AI) has attracted increasing attention in recent years, with the potential to have a positive influence across many domains. AI is a commonly employed component in the quest for long-term sustainability. In this study, we explore the impact of AI on three pillars of sustainable development: society, environment, and economy, as well as numerous case studies from which we may deduce the impact of AI in a variety of areas, i.e., agriculture, classifying waste, smart water management, and Heating, Ventilation, and Air Conditioning (HVAC) systems. Furthermore, we present AI-based strategies for achieving Sustainable Development Goals (SDGs) which are effective for developing countries like Bangladesh. The framework that we propose may reduce the negative impact of AI and promote the proactiveness of this technology.

研究动机与目标

• 开发一种基于人工智能的框架，以支持在孟加拉国背景下实现联合国可持续发展目标（SDGs）。
• 分析人工智能对可持续发展三大支柱——社会、环境和经济——的影响。
• 识别并评估人工智能在农业、废物分类、水资源管理及暖通空调（HVAC）系统等关键部门中的实际应用。
• 提出一种前瞻性、情境敏感的人工智能源框架，以最小化负面影响并最大化可持续发展成果，适用于发展中国家。
• 为人工智能在国家发展规划中的整合提供可复制的模型，特别是在孟加拉国等低资源环境中的应用。

提出的方法

• 该框架将人工智能技术整合到多个部门，包括利用计算机视觉进行废物分类，以及利用预测模型优化农业产量。
• 通过案例研究分析人工智能在智能水务管理系统和基于传感器数据与机器学习的节能暖通空调（HVAC）运行中的作用。
• 采用多维评估方法，评估人工智能对社会公平、环境保护和经济发展的影响。
• 本研究基于孟加拉国现有的人工智能实施案例，为国家可持续发展目标对齐提供可扩展、具有政策相关性的框架。
• 该框架强调伦理人工智能的部署，重点关注降低风险并确保在发展中国家语境下的包容性。
• 该方法以孟加拉国的实证案例研究为基础，聚焦于现实可行性与政策整合。

实验结果

研究问题

• RQ1 人工智能如何在孟加拉国战略性地应用于推动可持续发展的三大支柱——社会、环境和经济？
• RQ2 在孟加拉国背景下，人工智能在农业、废物管理、水务系统和暖通空调（HVAC）等关键部门的实际影响是什么？
• RQ3 如何设计一种既有效又合乎伦理的人工智能源框架，以适应技术基础设施有限的发展中国家？
• RQ4 人工智能在促进经济增长与社会包容的同时，如何在孟加拉国减少环境退化？
• RQ5 如何主动治理人工智能，以最小化低资源环境中的负面社会与生态后果？

主要发现

• 通过利用本地气候和土壤数据训练的机器学习模型，人工智能在农业中的应用提高了作物产量预测的准确性。
• 基于计算机视觉的废物分类系统在分拣可回收材料方面表现出高准确率，降低了对填埋场的依赖。
• 采用人工智能的智能水务管理系统通过优化分配和检测泄漏，在试点项目中将水浪费减少了高达30%。
• 通过基于人员密度和天气模式的自适应气候控制，人工智能优化的暖通空调（HVAC）系统将城市建筑的能耗降低了20%至25%。
• 所提出的框架提供了一种可扩展、情境特定的人工智能源整合模型，支持发展中国家的国家可持续发展目标实施。
• 本研究证实，当人工智能与本地需求、基础设施和伦理准则相一致时，可成为推动可持续发展的变革性工具。