ECE ÖZEN İLDEM

BOĞAZİÇİ ÜNİVERSİTESİ HESAPLAMALI BİLİMLER VE MÜHENDİSLİK BÖLÜMÜ’NDE YÜKSEK LİSANS ÖĞRENCİSİDİR.

Dünya hep zor zamanlar geçirdi. Ortalama 4,5 milyar yıllık ömründe beş büyük kitlesel yok oluşa sahne oldu. Bu beş kitlesel yok oluştan belki de en bilineni Kratese-Paleosen Yok Oluşu olarak adlandırılan, 66 milyon yıl önce dinozorların yanı sıra diğer canlıların yaklaşık %75’inin ortadan kalkmasına neden olan yok oluştur. Elizabeth Kolbert’in 2014 yılında aynı isimle yayımlanan kitabında karşılaştığımız altıncı yok oluş kavramı ise içinde bulunduğumuz dönemi tasvir ediyor. WWF tarafından 2022 yılında yayımlanan rapora göre “Dünya çapında memelilerin, balıkların, sürüngenlerin, kuşların ve amfibilerin bolluğundaki eğilimleri izleyen Yaşayan Gezegen Endeksi” 1970-1985 yılları arasında yaban hayatı popülasyonlarında %69’luk bir düşüş olduğunu öne sürüyor.

Peki, bu yok oluşu farklı kılan ne, diye düşünüyor olabilirsiniz. Dünya bundan başka beş farklı yok oluş atlatmış, ne olabilir ki? Öncelikle, yaşadığımız bu yok oluşun sorumlusu biz insanlarız. Sanayi Devrimi’nden bu yana artan sera gazları ve yüzey sıcaklığındaki değişiklik bu konudaki sorumlunun bizden başkası olmadığının en büyük kanıtlarından biri. Maalesef ki karar vericilerin tutumları ve her sene yaşadığımız COP hezimetleri insanlığın ders almadığının en büyük kanıtı niteliğinde. İklim değişikliğinin sonuçlarına tıpkı lunaparktaki hız treninin en tepesinden inermiş gibi yaklaşıyoruz. Kiraz çiçekleri bu sene erken açtılar, geçtiğimiz sene peş peşe sıcaklık rekorları kırıldı. Bu sene yaz normalden oldukça hızlı geldi. Bizi bekleyen sıcak hava dalgalarını, orman yangınlarını, kısacası aşırı hava olaylarını beklemeye ve izlemeye devam ediyoruz.

Bugün ise konumuz ne iklim meselesinde elini taşın altına koymayan dünya liderleri ne de 2024 yazının aşırı hava olayları trendleri. Bugün daha farklı bir konudan bahsetmek istiyorum aslında, son birkaç ayımızı meşgul eden, acaba bilgisayar mühendisleri işsiz mi kalacak, boşuna mı yazılım öğrendik diye sorduran yapay zekânın iklim değişikliğine nasıl katkı sağlayabileceğini, biz bilgisayar bilimcilerin neler yaptığını konuşmak istiyorum sizinle.

İklim değişikliğinden genel olarak bahsettik, şimdi gelin yapay zekâya bir bakalım. Son dönemlerde OpenAI, Microsoft ve Google’ın yapay zekâyı, üretken yapay zekâ yaklaşımının desteğiyle son kullanıcıya, bir nevi tüketiciye yaklaştırması bence kendi içindeki ufak çaplı devrimin ateşini yaktı. Yapay zekânın kapasitesiyle tanışan son kullanıcı şaşırdı, hayran kaldı, hatta biraz da korktu. Çünkü gelişen hesaplama imkânlarıyla yapay zekâ bizimle konuşuyor, kod yazıyor, özgün fotoğraflar üretiyor.  Artık hayatımızın her alanında bizimle ve bize asistanlık yapmaya devam ediyor. Teknik detaylarına pek fazla girmeden yapay zekânın topluma etkisi bu şekilde özetlenebilir bence.

Yapay zekâ kavramı ve algoritmaları neredeyse 1960’lardan beri bilgisayar bilimcilerin hayatında. Gerek dönemin bilgisayarlarının hesaplama gücünün, depolama kapasitesinin düşüklüğü gerekse de veri anlamında kaynak yetersizliği, bu teknolojilerin teorideki gelişme hızına pratiğin yetişememesine sebep oldu. Bugüne geldiğimizde, sosyal medyanın ve internetin yaygınlığı sayesinde elimizde hiç olmadığı kadar çok veri var.  Her gün dünyanın dört bir yanından devasa veri merkezlerine veri toplanıyor. Bu verilerin depolanma maliyeti, verilerin ve kullanılan makinelerin öğrenme süreçleri, algoritmaların karbon ayak izleri aslında iklim değişikliği açısından incelenmesi gereken farklı konular olarak karşımıza çıkıyor. Tabii ki bunlar başlı başına kapsamlı başka bir yazının konusu olacak kadar önemli. Asıl konumuz, elimizdeki bu devasa veri ile iklim değişikliği için ne yapabileceğimiz.

Veri deyince aklınıza ne geliyor? Sosyal medyada paylaştığınız fotoğraflar, attığınız tweet’ler, yer belirteçleriniz, arama geçmişleriniz… Hepsi bu verinin bir parçası. Elimizde daha teknik veriler de var tabii ki. Uydu verileri, uzaktan algılama verileri… Tüm bunlar daha teknik olarak sınıflandırılabilir. Şimdi bu verilerle neler yapabileceğimiz üzerine hem hayal gücümüzü kullanarak hem de gerçek hayattaki kullanımlarına bakarak fikir yürütelim.

Üzerine düşünmesi en basit veri tipiyle başlayalım: uydu verileri. Neil Armstrong, 1969 yılında kendisi için küçük, insanlık için büyük olan o adımı attığından beri yaşadığımız çağ, uzay çağı. 7 Mart 2024 verilerine göre gezegenimizin etrafında aktif 9494 yapay uydu bulunuyor. Bu uydular bize farklı farklı veriler iletiyor. Ormanlar, buzullar, ışık kirliliği, insanlığın her hareketi yapay uydular tarafından izleniyor. Bu verileri kullanarak yaşadığımız dünyanın değişimini rahatlıkla izleyebiliyoruz. İklim bilimciler, bu verileri modelleme için kullanıyor, bu verilere dayanarak gelecek tahminleri yapabiliyor. Biz de farklı iklim senaryoları uyarınca başımıza neler gelebileceğini ön görmeye çalışabiliyoruz.

Uzaktan algılama verileri, İngilizce karşılığı ile remote sensing verileri, daha sınırlı alanları incelememize yarıyor. Bunun için bir dönem benim de üzerine çalıştığım örnekten bahsetmek istiyorum. Biliyorsunuz, dünyanın her yerinde botanik bahçeleri var. Tehdit altındaki türlerin korunması, halkın botanik bilimi ile tanışması, doğa bilincinin yükselmesi ve doğa eğitiminin her yaştan insana ulaşması için gerek iklim gerek botanik alanında çok önemli bir yere sahip botanik bahçeleri. Ülkemizdeki en güzel örneklerinden biri de rahmetli Ali Nihat Gökyiğit tarafından kurulan Nezahat Gökyiğit Botanik Bahçesi. Botanik bahçelerinden bahsederken bu güzide örnekten de bahsetmeden geçemeyeceğim, belki bu yazımı NGBB’nin Meşe Adası’nda okursunuz, kim bilir…

Botanik bahçelerinin iklim bilimine  önemli bir katkısı, sıcaklık dışında neredeyse tüm değişkenlerin sabit tutulduğu bir ortamda bitki yetiştirmeye olanak sağlaması. İklim değişikliğinin sonuçlarından biri de bitkilerin yayılım alanlarının ve çiçeklenme dönemlerinin değişmesi. Bunun izlenmesini sağlayan en önemli gözlem noktaları ise botanik bahçeleri. Sıcaklığın çiçeklenme üzerindeki etkileri botanik bahçelerinde gözlemlenip raporlanabiliyor. Buradan topladığımız veriler -kayıtlar kameralar tarafından otomatik olarak alınabildiği gibi çalışanlar tarafından manuel olarak da tutulabiliyor- uzaktan algılama verilerine örnek olabiliyor.

Uzaktan algılama verilerinin bir katkısı da habitat kaybını takip edebilmemizi ve bir noktaya kadar tahmin edebilmemizi sağlamasıdır. Aynı botanik bahçeleri gibi doğal yaşam parkları da bu konuda takip ve tahmin yönünden tür araştırmalarına destek sağlamaya devam ediyor. Habitat kaybının hızı ve değişimindeki örüntüler gelecek tahminleri yapmamıza olanak sağlıyor.

Her gün tweet atıyoruz, her anımızdan bahsediyoruz. Yıllardır en çok dalga geçtiğimiz tweet’lerden birisi, “kar yağdı” tweet’leri. Oldukça manasız, hatta pek bilgi içermeyen bir tweet gibi duruyor, değil mi? Gelin size karın yağdığını belirten tweet’lerin bize nasıl bir veri sağladığından kısaca bahsedeyim. Fark ettiniz mi bilmiyorum, yazının başında da kiraz çiçeklerinden bahsettim. Japonya’nın en ünlü ağaçları kiraz çiçekleri, diğer adıyla sakuralardır. İklim krizi her bitkiyi etkilediği gibi sakuraların da açma ve dökülme tarihlerini etkiliyor. Literatürde, turistlerin sosyal medyadaki fotoğraf ve tweet gibi paylaşımlarını kullanarak kiraz çiçeklerinin açma tarihini tahmin etmeyi amaçlayan çeşitli çalışmalar bulunuyor. Yani aslında paylaştığınız her veri dünyayı algılamamıza biraz daha yardımcı oluyor.

Yenilenebilir enerji dönüşümü, iklim değişikliği karşısında atılması gereken en önemli adımlardan biri. Enerji, fosil yakıt salınımının en yüksek olduğu, aynı zamanda yaşadığımız toplumun göbekten bağlı olduğu konulardan sadece biri. Ancak sadece yenilenebilir enerji kullanmak ya da bu dönüşümü gerçekleştirmek sorunlarımızı çözmeyecek. Bunun için ciddi bir enerji verimliliği anlayışı gerekiyor. Enerji verimliliğini sağlamak için dağıtım, depolama gibi problemlerin çözülmesi, yenilenebilir enerjiyi üreten tesislerin ise en verimli noktalara kurulması gerekmekte. Bunun için de yardımımıza yine algoritmalar koşuyor. Lokasyon seçimleri, risk incelemeleri ve daha birçok yönden karar verici noktada bilgisayarlar bize oldukça yardımcı oluyor.

Konu iklim değişikliği olduğunda, biraz da kahramanlık hissinden sanırım, aklımıza ilk gelen dünyayı kurtarmak oluyor. Ancak gerçekçi bir biçimde baktığımızda, kurtarılması gereken bir dünya olmadığını görüyoruz; dünya her zaman bir yolunu buluyor. Bir problemi olan, kurtarılması gereken insanlık. İklim değişikliği maalesef ki geri dönülmez eşiğini geçmeye oldukça yakın. İnsanlık olarak buna uyum sağlamak zorundayız. Evrimin de bize öğrettiği gibi, uyum sağlayan hayatta kalır. Bu sebeple iklim değişikliğini önlemenin yanı sıra iklim değişikliğine uyum da oldukça önemli bir konu. Dünyanın geleceği için farklı iklim senaryoları bulunmakta. Bu senaryoların bize çizdiği sınırları elimizdeki verilerle test etmek uyum çalışmaları açısından oldukça önemli.

Her ne kadar yapay zekânın bize asistanlık yaparken sebep olduğu karbon ayak izinin incelenmesi gerekse de, yapay zekâ, yaşadığımız dünyanın hızına yetişemediğimiz değişimini izlemek, bu değişimi anlamlandırmak, gelecek tahminleri yapmak konusunda bize oldukça yardımcı oluyor. Konu iklim değişikliği olunca ince bir buz üzerinde yürüyoruz. İklim değişikliğinin sebeplerinden ne kadar emin olursak olalım, bize neler getireceğini hâlâ tam olarak tahmin edemiyoruz. Bunu size geri besleme mekanizmaları ile anlatabilirim. Buzulların erimesi bir geri besleme mekanizması örneğidir. İklim değişikliği buzulları eritiyor, eriyen buzullar dünyanın yüzeyinin ışığı yansıtma katsayını tanımlayan albedo değerini düşürerek iklim değişikliğini hızlandırıyor. Bunun gibi değişik fiziksel özellikler, iklim değişikliği konusunda yapay zekâ ve makine öğrenmesi algoritmalarının yetersiz kalmasına sebep olsa da bu alanda potansiyelleri oldukça yüksek.

İklim değişikliği, çağımızın ve insanlığın karşılaştığı en büyük ve belki de en kapsamlı sorunlardan biri. İklim değişikliğinin çözümü ne yalnızca doğa bilimlerinde ne de sosyal bilimlerde. İklim değişikliği, aşırı hava olaylarından göç dinamiklerinde değişime, ekonomik problemlerden gıda kıtlıklarına pek çok farklı disipline etki etmektedir. İklim değişikliğinin çözümü için de çok farklı disiplinlerden yetkin bilim insanlarına ihtiyaç duyuluyor. Biz de bilgisayar bilimciler olarak bu konuda elimizden geleni yapmaya devam edeceğiz. Gelecek çok daha umutlu günler getirecek, insanlık bu zor problemin de üstesinden gelecek.