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Künstliche Intelligenz

Wasserverbrauch: Die große Unbekannte bei der zunehmenden KI-Nutzung


Der Wasserverbrauch durch Künstliche Intelligenz (KI) stellt ein erhebliches und wachsendes Problem dar: Er wirkt sich stark auf die Umwelt aus, insbesondere durch den immensen Kühlbedarf der schon für das Training von KI-Modellen nötigen Rechenzentren. Deren Energieverbrauch steht längst im Zentrum einer größeren Debatte. Der teils problematischere Wasserhunger von KI spielt bislang dagegen eine weniger sichtbare Rolle.

Die Macher einer Studie der Gesellschaft für Informatik (GI) nehmen daher nun erstmals systematisch den Wasserverbrauch von KI-Systemen entlang ihres gesamten Lebenszyklus in den Blick. Dieser reicht von der Chip-Produktion über den Rechenzentrumsbetrieb bis hin zur Entsorgung der Hardware. Im Forschungsbericht empfehlen sie technische, regulatorische und gesellschaftliche Maßnahmen zur Reduzierung des Wasserbedarfs. Es sei dringend nötig, „nachhaltige Strategien für die Zukunft zu entwickeln“.

Eine erste Schätzung des Wasserbedarfs stammt von 2023. Danach könnte die weltweite Wassernutzung durch KI-Anwendungen bis 2027 auf 4,2 bis 6,6 Milliarden Kubikmeter (m3) ansteigen. Das entspricht mehr als dem Vier- bis Sechsfachen des jährlichen Wasserverbrauchs von Dänemark. Am Beispiel des Sprachmodells GPT-3 mit 175 Milliarden Parametern zeigt diese Studie, dass dessen Training in Microsofts hochmodernen US-Rechenzentren rund 5,4 Millionen Liter benötigt haben dürfte.

Laut anderen Untersuchungen verbraucht das Erstellen eines zehnseitigen Berichts mit Llama-3-70B von Meta circa 0,7 Liter Wasser, während sich GPT-4 bis zu 60 Liter genehmigen könnte. Jede vom KI-Modell formulierte E-Mail oder 20 bis 50 Fragen an einen KI-Chatbot wie ChatGPT benötigt demnach rund einen halben Liter Wasser.

Diese Schätzungen seien jedoch mit erheblichen Unsicherheiten verbunden, heißt es in der GI-Studie: Zum einen variiere der Wasserverbrauch von Rechenzentren je nach verwendeter Kühlung und Standort. Zum anderen berücksichtigten die Projektionen aufgrund mangelnder Datenverfügbarkeit den Wasserverbrauch der Lieferkette nicht, insbesondere bei der Chip-Herstellung.

Standardisierte Messmethoden für den gesamten KI-bedingten Wasserverbrauch würden fehlen. Viele Tech-Unternehmen veröffentlichten keine detaillierten Verbrauchsdaten, monieren die Wissenschaftler. Modellierungen beruhten daher häufig auf Schätzungen.

Besonders herausfordernd: Bereits heute ist etwa die Hälfte der Weltbevölkerung von „Wasserstress“ betroffen. Die verfügbaren Süßwasserressourcen können also die Nachfrage nicht mehr decken. Bis 2030 sollen insbesondere Spanien, Italien, Belgien und Griechenland, aber auch Teile Deutschlands wie Brandenburg sowie Regionen in Mitteldeutschland betroffen sein.

Der Neubau von Rechenzentren verschärfe die Not, erläutern die Verfasser. Viele dieser Anlagen würden in Gegenden errichtet, die bereits unter Wasserknappheit leiden oder davon bedroht sind. Das könne zu Nutzungskonflikten zwischen dem steigenden Wasserbedarf der digitalen Infrastruktur und anderen gesellschaftlichen sowie ökologischen Anforderungen führen.

Energieeffiziente Algorithmen, adaptive Trainingsprozesse, spezialisierte Hardware mit geringerem Strombedarf sowie der Einsatz kleinerer, aufgabenspezifischer KI-Modelle könnten den Wasserbedarf senken, schreiben die Verfasser. Weitere Handlungsfelder: ressourcensparende Rechenzentrumsinfrastruktur wie wassersparende Kühltechnologien, der Aufbau einer konsequenten Kreislaufwirtschaft in der Hardwareproduktion, die Standortwahl von Rechenzentren unter Berücksichtigung lokaler Wasserverfügbarkeit und die Etablierung verbindlicher Transparenzstandards und neuer Bewertungsmetriken.

Fazit der Studie: „Wenn KI einen Beitrag zur Bewältigung globaler Herausforderungen leisten soll, muss sie selbst nachhaltig und verantwortungsvoll gestaltet werden.“ Es sei dringend nötig, die Debatte über eine ökologische Transformation der digitalen Infrastruktur auf fundierter Basis fortzuführen.


(mma)



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Künstliche Intelligenz

Pixelmator Pro: Mehr KI-Funktionen nach Apple-Aufkauf


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It was translated with technical assistance and editorially reviewed before publication.

Die frisch gebackene Apple-Tochter Pixelmator aus Vilnius hat ein größeres Update für die macOS-Version seiner Bildbearbeitung vorgelegt. Mit Pixelmator Pro Version 3.7 erhält die Software eine Reihe von Apple-Intelligence-Funktionen, die es im Betriebssystem schon seit Längerem gibt. Nun können sie direkt in der Kreativ-App genutzt werden.

Unter macOS 15 alias Sequoia wird Apples Bildgenerator Image Playground, der das Erstellen von Illustrationen auf Prompt-Eingabe erlaubt, direkt in Pixelmator Pro eingebunden. So kann man Bildebenen direkt an Playground weiterreichen – über die Funktion „Zu Playground hinzufügen“. Generierte Bilder – wie üblich dürfen es nur Animationen, Illustrationen oder Zeichnungen sein – landen dann auf Wunsch in einer separaten Ebene oder ersetzen eine vorhandene. Auch Vorlagen können Image-Playground-Content nutzen und Platzhalterbilder mit KI füllen.

Weiter sind auch Apples Schreibwerkzeuge, die Writing Tools, nun Teil von Pixelmator Pro 3.7. Apple zufolge sollen sich so bestehende Texte korrigieren, zusammenfassen und in verschiedenen Stilen umschreiben lassen. Da wohl kaum ein Nutzer Pixelmator Pro zum Schreiben längerer Texte verwendet, stellt sich die Frage nach der Sinnhaftigkeit – doch immerhin lassen sich so schnell Textlogos oder andere Inhalte verarbeiten.

Eine Zusatzfunktion ist „Erstellen mit ChatGPT“, um „originelle Textinhalte basierend auf einer kurzen Eingabeaufforderung oder einer Beschreibung von Grund auf neu zu erstellen“, wie Apple schreibt. Die Schreibwerkzeuge sind über das Kontextmenü erreichbar, wenn man sich über Texte bewegt.

Pixelmator Pro 3.7 kommt ansonsten noch mit einem neuen RAW-Import für OM-1-Mark-II-Kameras von OM-SYSTEM, die Sprachausgabe VoiceOver soll besser funktionieren (inklusive Werkzeugoptionen) und die Seitenleiste zeigt die Funktion der einzelnen Icons in deutlicherer Schrift.

Pixelmator Pro 3.7 wird über Apples Mac App Store vertrieben. Die Lizenz ist für knapp 60 Euro erhältlich. Die App läuft ab macOS 12, Apple Intelligence wie erwähnt erst ab macOS 15.


(bsc)



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Künstliche Intelligenz

Pixel 6a: Pflichtupdate zur Reduzierung der Akkukapazität erscheint am 8. Juli


Mitte Juni hatte Google über Akkuprobleme beim Pixel 6a informiert und ein obligatorisches Software-Update angekündigt, um eventuelle Überhitzungsprobleme zu reduzieren. Jetzt hat der Konzern einen Termin für die Verteilung des Updates genannt und erklärt, dass nur bei betroffenen Geräten neue Funktionen zur Akkuverwaltung einziehen würden.

Wie Google in einem Support-Dokument erklärt, erhalten alle Pixel-6a-Modelle das Pflicht-Update. Jedoch wird die neue Akkuverwaltung lediglich bei einer nicht näher spezifizierten Anzahl „betroffener Geräte“ aktiviert. Damit soll bei diesen das Risiko einer potenziellen Akkuüberhitzung verringert werden.

„Bei einigen Nutzern werden die Änderungen früher als bei anderen sichtbar, da die Akkuverwaltungsfunktionen erst aktiviert werden, wenn ein betroffenes Gerät 400 Ladezyklen erreicht hat“, erklärt Google. Eine erste Erinnerung wird laut Konzern beim Erreichen von 375 Ladezyklen an ein betroffenes Gerät gesendet.

Google erklärt ferner, dass mit der neuen Akkufunktion die Akkukapazität und die Ladeleistung auf betroffenen Geräten reduziert werde. Dies könne dazu führen, dass „die Akkulaufzeit zwischen Ladevorgängen auf betroffenen Geräten kürzer ausfällt“. Nutzer betroffener Geräte könnten zudem weitere Veränderungen bemerken, zu denen etwa „eine verringerte Ladeleistung oder kurzfristige Änderungen bei der Anzeige des Akkustands auf dem Smartphone, während es die neue Akkukapazität ermittelt“ gehören.

Google bietet Nutzern eines betroffenen Geräts einen kostenlosen Austausch des Akkus an. Hierfür bietet der Konzern ähnlich wie etwa beim Pixel 4a und 7a eine Support-Webseite an, auf der sie erfahren können, ob ihr Gerät für einen Akkuwechsel qualifiziert ist.

In Deutschland müssen Besitzer des Geräts für den Akkutausch einen zugelassenen Reparaturshop besuchen, eine Einsendeoption wie etwa in den USA gibt es nicht. Google weist überdies darauf hin, dass Geräte, die weitere Schäden aufweisen, die „durch Flüssigkeiten, scharfe Gegenstände oder übermäßige Gewalt entstanden“ seien, „möglicherweise“ ein kostenloser Akkutausch im Rahmen des Programms verwehrt werde.

Alternativ zur Reparatur bietet Google auch eine Einmalzahlung oder einen Rabattcode für Google-Hardware an, der beim Kauf eines anderen Pixel-Smartphones im Google-Store eingelöst werden kann. Nutzer haben Google zufolge ab dem 8. Juli ein Jahr Zeit, ihr Gerät zu registrieren und eine der Supportoptionen zu wählen.


(afl)



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Forum Bildung Digitalisierung: Orientierungspapier zur Handyverbotsdebatte


Hat man einen guten Sündenbock gefunden, lässt sich dieser medial immer wieder gut schlachten. An ihm kann Haltung und Gestaltungswille demonstriert werden, auch wenn auf die rituelle Schlachtung eigentlich keine weiteren Handlungen folgen. Die Debatte zur Smartphonenutzung in Schulen wurde in den vergangenen Monaten zum Teil ernsthaft, zum Teil aber auch performativ geführt. Unter anderem wurde manchmal so getan, als hätten Bildungseinrichtungen bisher keinerlei Regeln zur Nutzung von mobilen Endgeräten eingeführt, obwohl das einige schon vor Jahren getan haben.

Aus diesem Grund meldet sich nun auch das Forum Bildung Digitalisierung zu Wort. Es möchte zu einer „Versachlichung der mitunter aufgeladen geführten Debatte beitragen“. Dafür hat das Forum ein Orientierungspapier veröffentlicht, das darstellt, welche Rechtslage es derzeit im föderalen Bildungssystem der Bundesrepublik Deutschland je nach Bundesland gibt und welche wissenschaftlichen Erkenntnisse tatsächlich zur Nutzung von digitalen Endgeräten vorliegen. Die hiesigen Rechtslagen werden zudem auch mit einem internationalen Vergleich eingeordnet.

Ralph Müller-Eiselt, Vorstand des Forum Bildung Digitalisierung, warnt im Orientierungspapier davor, dass die „Smartphone-Debatte“ dazu führen könnte, die digitale Schul- und Unterrichtsentwicklung „generell auszubremsen“. Es sei unverzichtbar, diese fortzuführen, damit alle Schülerinnen und Schüler auf ein „selbstbestimmtes Leben in der Kultur der Digitalität“ vorbereitet werden. Nur so könnten sie lernen, „souverän mit neuen Technologien wie KI und den damit verbundenen Chancen und Risiken umzugehen“. Zudem sei die Vermittlung von Medienkompetenz „das beste Mittel gegen Cybermobbing, digitale Desinformation und Social-Media-Sucht“. Klare Regeln für die private Smartphonenutzung seien zwar wichtig, aber es müssten mehrere Ziele unter einen Hut gebracht werden. Es stelle sich also vor allem die Frage, wie es am besten gelingt, die digitale Schulentwicklung voranzubringen, Medienkompetenz zu vermitteln und gleichzeitig einen störungsfreien Unterricht zu ermöglichen. Die Antwort darauf sei „komplexer als ein Smartphone-Verbot.“

Das Papier zeichnet den Verlauf der aktuellen Debatten nach, gibt aber auch Einblick in die Debatten der vergangenen Jahrzehnte, seit der Entwicklung von Mobiltelefonen, die für die breite Gesellschaft erschwinglich wurden. Und auch (angebliche) Forschungsergebnisse zu den Auswirkungen der Smartphonenutzung beziehungsweise eines Smartphone-Verbots an Schulen werden aufgelistet und kommentiert. Einen ersten Einblick biete etwa der Scoping Review „Evidence for and against banning mobile phones in schools“ von 2024. Ihm liegen 22 Einzelstudien aus zwölf Ländern zugrunde. Bewertet wurde vor allem, inwieweit sich ein Smartphone-Verbot auf den Lernprozess und das Wohlbefinden der Schüler:innen auswirkt. Die Haupterkenntnis dabei sei gewesen: „Die Ergebnisse sind bislang uneindeutig, es braucht weitere Evaluationen.“

Dass die Studienlage bisher nicht eindeutig sei und es mehr belastbare Studien geben müsse, um evidenzbasierte Aussagen zu Einflüssen von bestimmten digitalen Angeboten machen zu können, konstatierte zuletzt auch die OECD in ihrem Bericht zu kindlichem Wohlbefinden im digitalen Zeitalter. Das bleibt auch der Tenor der Darstellungen im Orientierungspapier.

Prof. Dr. Katharina Scheiter, Professorin für Digitale Bildung an der Universität Potsdam, kommentiert entsprechend: „Ein Blick auf die Studienlage zeigt, dass die Evidenz für umfassende Smartphone-Verbote uneindeutig ist. Es scheint zwar plausibel, dass Smartphones die Ablenkbarkeit fördern und Konzentration mindern können. Doch werden durch eine Einschränkung der Nutzung weder Unterrichtsstörungen reduziert noch die Leistungen verbessert. Zudem beeinflusst eine Begrenzung während der Schulzeit weder die Dauer der außerschulischen Nutzung noch das problematische Nutzungsverhalten auf Social Media. Auch Auswirkungen auf das psychische Wohlbefinden der Schüler:innen lassen sich in den wenigen aussagekräftigen Studien nicht nachweisen. Allgemein sind die Zusammenhänge zwischen der Dauer der Mediennutzung und dem psychischen Wohlbefinden komplex. Kausal interpretierende Zusammenhänge verlaufen in beide Richtungen: So hat eine intensive Mediennutzung kleine, negative Effekte auf das Wohlbefinden – zumindest bei Jugendlichen. Gleichzeitig führt aber auch ein geringes Wohlbefinden zu einer verstärkten Mediennutzung. Daher sind einfache Korrelationen zwischen Mediennutzung und psychischem Wohlbefinden aus einmaligen Datenerhebungen, wie sie in der Mehrzahl der Studien berichtet werden, nicht eindeutig kausal interpretierbar. Vielmehr sind Längsschnittstudien notwendig, in denen sich die zeitlichen Verläufe und Zusammenhänge von Mediennutzung und Wohlbefinden in beide Richtungen nachverfolgen lassen.“

Scheiter hebt die Rolle von Eltern für eine gesunde Mediennutzung hervor, da die private Smartphonenutzung die in Schulen noch übersteige. Regeln in den Schulen seien trotzdem wichtig, sollten aber partizipativ erarbeitet werden, da diese wohl auch besser akzeptiert würden. Gesetzliche Regelungen könnten Schulgemeinschaften in ihrer Selbstgestaltung einschränken. Als notwendig erachtet sie begleitende Maßnahmen, statt nur Regeln aufzustellen. Kindern und Jugendlichen sollten etwa attraktive Beschäftigungsalternativen im Schulalltag geboten werden. Neben einem reichhaltigeren Pausenangebot könnten dazu auch medienpädagogische Projekte zählen, welche die Reflexion über den eigenen Medienkonsum anregen.

Wie die deutschen Bundesländer mit dem Thema umgehen, listet das Forum Digitalisierung Bildung auf, visualisiert die Lage aber auch. Die aktuellen Debatten hätten den Handlungsdruck auf die Länder erhöht, trotzdem zeigen sich große Unterschiede in den getroffenen oder bisher angedachten Maßnahmen. International zeigt sich die Lage ebenso uneinheitlich. Es wird auf die europäische und die weltweite Ebene geschaut.


Eine Deutschlandkarte mit den Bundesländern mit verschiedenen Einfärbungen ist sichtbar, daneben steht eine Tabelle. Die schriftlichen Erklärungen zu den Einfärbungen finden sich im Bericht auf der Webseite des Forum Bildung Digitalisierung. Die Seite ist im Text verlinkt.

Eine Deutschlandkarte mit den Bundesländern mit verschiedenen Einfärbungen ist sichtbar, daneben steht eine Tabelle. Die schriftlichen Erklärungen zu den Einfärbungen finden sich im Bericht auf der Webseite des Forum Bildung Digitalisierung. Die Seite ist im Text verlinkt.

Besonders strenge landesweite Regeln herrschen dort, wo die Karte dunkelorange eingefärbt ist, gibt es keine landesweiten Regeln, bleibt es innerhalb der Landesgrenzen weiß. Welche Regelungen noch kommen sollen, wird in der Tabelle neben der Landkarte dargestellt.

(Bild: Forum Bildung Digitalisierung)

Wichtig sei für deutsche Schulen, so das Forum, dass sie Rechtssicherheit erhalten, um den Umgang mit Smartphones im Schulalltag angemessen organisieren und kontrollieren zu können. Er kann auf verschiedenen Ebenen geregelt werden: durch das Schulgesetz, eine Rechtsverordnung oder die Hausordnung der einzelnen Schule. Schulgesetze und Rechtsverordnungen gelten landesweit, Hausordnungen werden von den Schulen eigenständig, mit Schülerschaft und Eltern vereinbart.

Einige Einschränkungen seien aber derzeit zu beachten: Geräte können nur kurzzeitig von Schulen „eingezogen“ werden. Ein dauerhaftes Wegnehmen sei ein Eingriff in das Eigentumsrecht der Schülerinnen und Schüler und nicht zulässig. Grundrechte würden auch verletzt, müssten oder würden Lehrkräfte Schultaschen nach Mobilgeräten oder auch Inhalte auf den Geräten durchsuchen. Überdies könne ein generelles Verbot privater Smartphones für Heranwachsende gegen die UN-Kinderrechtskonvention verstoßen: Artikel 17 sichert Kindern und Jugendlichen das Recht auf Zugang zu Informationen und digitalen Medien zu; also digitale Teilhabe.

Angefügt sind auch Handlungsempfehlungen, die von Jugendlichen zu dem Thema erarbeitet wurden, da das Forum Bildung Digitalisierung, auch den fehlenden Einbezug von Heranwachsenden in die Debatte kritisiert. Diese fordern ihrerseits Mitsprache, erklären, dass Schulen ein Medienkonzept benötigen und sowohl Schülerinnen und Schüler als auch Lehrkräfte mehr Medienkompetenz erlangen können sollten. Des Weiteren argumentieren sie für altersgerechte Lösungen und dezidierte Handyzonen auf den Schulgeländen. Und die Jugendlichen sagen auch das: wenn Regeln aufgestellt wurden, sei konsequentes Handeln wichtig. Lehrkräfte dürften dann nicht mehr Wegschauen, wenn diese nicht eingehalten werden. Die Regeln sollten allerdings auch klar nachvollziehbar und nicht zu kompliziert sein.

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Das Forum Bildung Digitalisierung setzt sich für die digitale Transformation des Schulsystems ein. Es ist ein gemeinnütziger Verein, in dem sich derzeit zehn deutsche Stiftungen engagieren: Deutsche Telekom Stiftung, Bertelsmann Stiftung, Dieter Schwarz Stiftung, Dieter von Holtzbrinck Stiftung, Heraeus Bildungsstiftung, Joachim Herz Stiftung, Robert Bosch Stiftung, Siemens Stiftung, Vodafone Stiftung Deutschland und Wübben Stiftung Bildung.


(kbe)



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