L’Intelligenza Artificiale sta rivoluzionando ogni settore, ma la sua diffusione solleva un problema critico: l’elevato consumo energetico necessario per l’addestramento e il funzionamento dei suoi modelli, in particolare quelli generativi complessi come GPT-3. Proprio per rispondere a questa sfida, il progetto MIRA dimostra che è possibile usare l’AI in ambito sanitario con infrastrutture di calcolo alimentate in modo sostenibile.
Indice degli argomenti
Intelligenza artificiale sostenibile: la sfida dei consumi energetici
Si stima che l’AI contribuisca già a circa lo 0,5% dell’attuale consumo energetico globale, ma questo dato è destinato a una crescita esponenziale. L’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA) prevede che il consumo di elettricità dei data center legati all’AI potrebbe quadruplicare entro il 2030, superando il fabbisogno attuale di intere nazioni come il Giappone. Alcune proiezioni indicano che l’AI potrebbe arrivare a consumare oltre l’1% abbondante della domanda globale di energia.
Questo incremento è guidato da due fasi principali: l’addestramento (o training), ovvero la fase preliminare in cui i modelli vengono “istruiti” su quantità gigantesche di dati, che richiede enormi risorse computazionali, e l’inferenza (o inference), che costituisce l’uso quotidiano, l’elaborazione delle risposte da parte di sistemi come ChatGPT.
Il solo addestramento di un modello complesso come GPT-3 ha richiesto una quantità di energia che, secondo alcune stime, equivarrebbe al consumo annuale di centinaia di abitazioni americane. L’aumento della produzione di chip specializzati per l’AI ha visto un aumento del consumo di elettricità e delle emissioni di gas serra rispettivamente del 351% e del 357% tra il 2023 e il 2024.
In fase di utilizzo, il consumo energetico appare meno intenso: una singola richiesta (query) a un chatbot può consumare circa 0,24 Wh di elettricità; questo dato, però, moltiplicato per i miliardi di interazioni quotidiane, genera comunque un impatto ambientale significativo.
In questo contesto di crescente fabbisogno energetico, la sfida diventa conjugare l’enorme potenziale dell’AI con la sostenibilità energetica.
Come l’intelligenza artificiale sostenibile entra nella sanità con MIRA
L’esempio virtuoso del progetto MIRA (dedicato alla diagnosi e alla cura delle malattie rare) sviluppato a Udine dimostra che l’AI può non solo essere uno strumento al servizio della salute umana, ma anche essere alimentata in modo completamente sostenibile dal punto di vista ambientale.
Il progetto MIRA nasce con la finalità di mettersi al servizio della sanità e della salute delle persone: il suo scopo è utilizzare l’intelligenza artificiale per migliorare la diagnosi, il trattamento e la gestione delle malattie rare. Le malattie rare sono, infatti, patologie che colpiscono meno di 1 persona ogni 2000 e risultano caratterizzate da una cronica carenza di ricerca e risorse per la diagnosi e la cura proprio a causa del ridotto numero di malati.
MIRA e le malattie rare: ridurre il ritardo diagnostico
Questo comporta un gap diagnostico medio che oscilla tra i 7 e i 10 anni di ritardo nell’individuazione della patologia, un lasso di tempo prezioso per procedere con le cure più adatte e che il progetto MIRA intende drasticamente ridurre.
Gli obiettivi principali di MIRA sono concreti e si propongono di colmare le lacune attuali:
Diagnosi più rapide grazie al machine learning
L’utilizzo di algoritmi di machine learning per analizzare sintomi e dati genetici consentirà ai medici di diagnosticare le malattie rare più velocemente e con maggiore precisione.
Trattamenti personalizzati per pazienti con malattie rare
L’AI viene impiegata per elaborare piani di trattamento su misura, basati sulle caratteristiche specifiche del paziente e della patologia, rendendo la terapia più mirata ed efficace.
Dati clinici e ricerca per nuove terapie
L’analisi di vasti dataset clinici e di ricerca può portare all’identificazione di nuove terapie o correlazioni tra patologie diverse, mettendo a fattor comune conoscenze ora disperse e frammentarie.
Strumenti digitali di supporto per pazienti e famiglie
È prevista l’elaborazione di strumenti basati su AI, come app di monitoraggio e chatbot di supporto, per aiutare i pazienti e le loro famiglie a gestire la malattia.
Obiettivi clinici e rete di partner del progetto MIRA
Il progetto, risultato di una sinergia multidisciplinare tra pubblico e privato, vede come lead partner ASUFC (l’Azienda Sanitaria Universitaria del Friuli Centrale) e coinvolge l’Università di Udine, Area Science Park (Area di Ricerca Scientifica e Tecnologica di Trieste, ente pubblico nazionale di ricerca), SISSA (la Scuola Superiore di Studi Avanzati con sede a Trieste), con la collaborazione di CAFC (Il Consorzio per l’Acquedotto del Friuli Centrale) e beanTech (azienda informatica di Udine) per l’installazione dell’infrastruttura di calcolo.
Un modello di intelligenza artificiale sostenibile tra supercalcolo e idroelettrico
La vera innovazione di MIRA, che risponde alla sfida della sostenibilità energetica dell’AI, risiede nella sua infrastruttura di calcolo ad alte prestazioni (HPC), cuore tecnologico del progetto.
Il supercalcolatore nella centrale idroelettrica Ancona
L’infrastruttura, che utilizza l’architettura NVIDIA DGX BasePOD, è stata installata all’interno della storica centrale idroelettrica Ancona di Udine, di proprietà e gestione del CAFC.
CAFC e la gestione sostenibile della risorsa idrica
Come gestore del Servizio Idrico Integrato, CAFC ha un ruolo centrale nell’assicurare un approvvigionamento idrico sostenibile e affidabile per le comunità locali del Friuli.
Alimentazione in “isola” con sola energia rinnovabile
Nello specifico, la centrale Ancona, attiva dal 1960 e capace di produrre 1.250.000 kWh/anno di energia green grazie a una turbina Kaplan, alimenta l’innovativo centro di supercalcolo in modalità “isola“.
Questo significa che il supercalcolatore, essenziale per l’elaborazione dei carichi computazionali applicati alla diagnostica biomedica, è alimentato esclusivamente da energia idroelettrica rinnovabile prodotta dalla centrale stessa, senza ricorrere alla rete elettrica nazionale.
Per queste sue straordinarie caratteristiche il progetto della centrale Ancona – sotto la denominazione “L’acqua che accende il futuro” – ha determinato la vittoria a favore del CAFC SpA e dell’Università di Udine del primo premio nella sezione Imprese e Startup del Premio FVGreen, istituito dalla Regione Friuli Venezia Giulia tramite la Direzione ambiente per valorizzare le best practices in campo ambientale.
Questa alleanza tra natura e tecnologia crea un ecosistema di AI sostenibile, dove la forza dell’acqua incontra il potere della conoscenza. Il centro di supercalcolo rappresenta un nodo strategico in cui si fondono pubblico e privato, scienza e impresa, ambiente e salute, offrendo un modello di sviluppo sostenibile in cui l’acqua non è solo una risorsa essenziale, ma anche il fulcro di un progetto all’avanguardia per la produzione di energia rinnovabile.
Il progetto MIRA dimostra che è possibile utilizzare l’AI più avanzata per affrontare sfide mediche complesse, come le malattie rare, accelerando il processo diagnostico e migliorando l’assistenza ai pazienti, il tutto con una visione etica che pone al centro il benessere umano e una strategia energetica che garantisce la piena sostenibilità ambientale della tecnologia.
In un momento storico in cui il consumo energetico dell’AI è un argomento di dibattito, MIRA offre una speranza concreta, alimentata da energia rinnovabile.
