[论文解读] Broadening the perspective for sustainable AI: Comprehensive sustainability criteria and indicators for AI systems

Friederike Rohde, Josephin Wagner+5 more|arXiv (Cornell University)|Jun 22, 2023

Green IT and Sustainability被引用 5

一句话总结

本文提出了SCAIS框架——一个全面的、跨学科的AI系统可持续性评估体系，包含19项可持续性准则和67项指标，通过专家研讨会和批判性审查开发而成。该框架为从环境、社会和经济多维度评估和推进可持续AI提供了整体性基础，支持标准化和负责任的AI发展。

ABSTRACT

The increased use of AI systems is associated with multi-faceted societal, environmental, and economic consequences. These include non-transparent decision-making processes, discrimination, increasing inequalities, rising energy consumption and greenhouse gas emissions in AI model development and application, and an increasing concentration of economic power. By considering the multi-dimensionality of sustainability, this paper takes steps towards substantiating the call for an overarching perspective on "sustainable AI". It presents the SCAIS Framework (Sustainability Criteria and Indicators for Artificial Intelligence Systems) which contains a set 19 sustainability criteria for sustainable AI and 67 indicators that is based on the results of a critical review and expert workshops. This interdisciplinary approach contributes a unique holistic perspective to facilitate and structure the discourse on sustainable AI. Further, it provides a concrete framework that lays the foundation for developing standards and tools to support the conscious development and application of AI systems.

研究动机与目标

• 应对AI带来的多维影响，包括环境退化、社会不平等和经济集中化问题。
• 超越狭隘的技术指标，将可持续性整合到社会、环境和经济维度中。
• 开发一种标准化、可操作的框架，用于评估和引导可持续AI的发展与部署。
• 通过结构化、基于证据的方法，支持负责任AI相关工具、政策和标准的制定。
• 通过统一AI治理中多元的可持续性视角，促进跨学科对话。

提出的方法

• 对现有可持续性框架和AI影响文献进行批判性审查，以识别可持续性的核心维度。
• 组织跨学科利益相关者的专家研讨会，以完善和验证可持续性准则与指标。
• 开发SCAIS框架，作为由19项可持续性准则和67项可衡量指标构成的结构化、模块化系统。
• 将框架与既有的可持续性原则对齐，包括联合国可持续发展目标（SDGs）和环境正义原则。
• 通过基于可验证、可衡量指标的准则，确保方法论的透明性和可扩展性。
• 整合领域专家的反馈回路，以确保在AI开发和部署各类情境下的实际适用性。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在超越环境影响的基础上，全面定义AI的可持续性？
• RQ2 为全面评估AI系统在多维度上的可持续性，需要哪些核心准则和可衡量指标？
• RQ3 如何系统性地将跨学科专业知识整合到AI可持续性评估框架的设计中？
• RQ4 标准化框架在支持可持续AI相关工具、政策和标准的开发方面可发挥何种作用？
• RQ5 SCAIS框架如何应对系统性风险，如算法偏见、能源消耗和经济集中化？

主要发现

• SCAIS框架确立了19项可持续性准则，涵盖AI系统的环境、社会和经济维度。
• 该框架包含67项具体、可衡量的指标，用于评估不同AI生命周期阶段的可持续性表现。
• 专家研讨会证实了该框架在AI开发与治理中各类利益相关者中的相关性与实际应用价值。
• 该框架支持对AI系统进行系统性评估，超越技术性能，涵盖公平性、透明度和生态影响。
• SCAIS框架支持AI发展与全球可持续发展目标（包括联合国SDGs）保持一致。
• 其跨学科设计增强了该框架在政策制定、标准化和工具开发中被采纳的潜力。