Der Klimawandel ist ein komplexes Thema. Jahrzehntelange Forschung belegt klar, dass der Klimawandel eine Bedrohung für das menschliche Überleben und die Gesundheit des Planeten darstellt. Gleichzeitig ist das Thema stark polarisiert und wissenschaftliche Fakten werden verzerrt oder angezweifelt. Das hat weitreichende Folgen für unser Zusammenleben. Es wird deshalb immer wichtiger und herausfordernder, zuverlässige Informationen über den Klimawandel leicht zugänglich zu machen und verständlich zu vermitteln.
Als neue Informationsquellen haben in den letzten Monaten digitale Anwendungen und KI-Textgeneratoren, die auf großen Sprachmodellen (LLMs) beruhen, aufgrund ihres Potenzials als neue Informationsquelle für Schlagzeilen gesorgt.
Insbesondere ChatGPT hat die Welt im Sturm erobert und seit der Veröffentlichung im November 2022 großes Interesse auf sich gezogen. ChatGPTs Fähigkeit, aus Trainingsdaten menschenähnliche Sprache und Texte zu produzieren, hat viele dazu inspiriert, das Sprachmodell im Alltag auszuprobieren. Eine wachsende Zahl von Nutzer*innen stellt ChatGPT heute Fragen zu unterschiedlich komplexen Themen und teilt die Antworten mit anderen. Mit einer einfachen Schnittstelle – die Funktionalität beschränkt sich auf ein Chat-Fenster – kann ChatGPT Artikel zusammenfassen, wissenschaftliche Konzepte erklären und solide Aufsätze verfassen.
Der enorme Erfolg von ChatGPT hat sogar Tech-Giganten wie Google und Facebook unter Druck gesetzt, ihre Version von KI-Textgeneratoren zu veröffentlichen.
GPT-Modelle werden immer leistungsfähiger
ChatGPT basiert auf existierenden, vortrainierten (generative pre-trained transformer – GPT) Transformations-Modellen, einer Familie von Sprachmodellen, die mit einem großen Korpus von Textdaten trainiert werden, um Texte zu verstehen und zu produzieren.
Diese GPT-Modelle werden dabei ständig verbessert und durch leistungsfähigere Modelle ersetzt. Das GPT-3.5-Modell der dritten Generation hat beispielsweise 175 Milliarden Parameter und wurde auf 570 Gigabyte Text trainiert, damit ChatGPT Dialoge lernen und einen menschlichen Antwortstil imitieren kann.
Zusätzlich zur Verwendung von GPT-Sprachmodellen wurde ChatGPT mit menschlichem Feedback trainiert (durch eine Technik namens Reinforcement Learning with Human Feedback – RLHF). Feedback ermöglicht den Sprachmodellen zu lernen, was genau Menschen erwarten, wenn sie eine bestimmte Frage stellen.
GPT-4, das neueste und leistungsstärkste Modell, dass ChatGPT nutzt, kann nur mit einem kostenpflichtigen Abonnement genutzt werden.
Die grundlegende Funktionalität von ChatGPT ist leicht erklärt. Nach einer Eingabeaufforderung (prompt genannt) sucht ChatGPT in den großen Textmengen der Trainingsdaten nach Wort-Mustern und nutzt diese, um mit Hilfe von Wahrscheinlichkeitsverteilungen – einer Art Autovervollständigung – vorherzusagen, was das nächste Wort in einer Reihe von Wörtern in Bezug auf die Eingabe sein sollte. Auf diese Weise füllt ChatGPT Absätze und ganze Seiten mit Inhalten. Wenn du zum Beispiel sagst „Maike isst gerne …“, ist die Wahrscheinlichkeit, dass das nächste Wort „Pizza“ ist, höher als „Fisch“.
Die Anwendungsfälle und die Datensätze, die zum Trainieren von großen Sprachmodellen verwendet werden, werden dabei immer größer. Damit nimmt auch ihre Alltagsrelevanz weiter zu. Vor kurzem wurde die neueste Version von ChatGPT in Form einer Betaversion in die Suchmaschine von Microsoft Bing integriert. Dies könnte die Nutzerbasis von derzeit 13 Millionen Menschen und einem begrenzten Datensatz (die Trainingsdaten reichen bis ins Jahr 2021) auf über eine halbe Milliarde Nutzer*innen und einen wachsenden Datensatz ausweiten.
Wir haben die kostenlose Version des Chatbots getestet und ihm über 100 Fragen zum Klimawandel stellten. Die Fragen wurden gesammelt und gruppiert, die Antworten mit zuverlässigen wissenschaftlichen Quellen (zum Beispiel den Berichten des Weltklimarats IPCC) verglichen und die Antworten auf einer Skala von 1-10 bewertet. Wir nutzen im Folgenden als Beispiele die ersten Antworten, die ChatGPT auf Grundlage unserer Eingabeaufforderungen generiert hat.
Hier sind einige der Antworten von ChatGPT auf häufige Klimafragen:
• Müssen wir unser Verhalten als Gesellschaft ändern, um eine nachhaltige Zukunft zu erreichen, oder wird die Technologie das Problem für uns lösen?
ChatGPT: „Weder Technologie noch gesellschaftliche Verhaltensänderungen allein werden eine nachhaltige Zukunft gewährleisten. Beide werden eine entscheidende Rolle bei der Lösung der Nachhaltigkeitsherausforderungen spielen, vor denen die Welt steht. Die Technologie kann uns sicherlich dabei helfen, nachhaltiger zu werden, indem sie neue und innovative Lösungen für die Reduzierung von Abfällen, die Schonung von Ressourcen und die Abschwächung der Auswirkungen des Klimawandels bietet. So können beispielsweise Technologien für erneuerbare Energien wie Solar- und Windenergie uns dabei helfen, von fossilen Brennstoffen wegzukommen und die Treibhausgasemissionen zu verringern. Moderne Recycling- und Abfallbewirtschaftungstechnologien können uns helfen, Abfälle zu reduzieren und Ressourcen zu schonen. Der technologische Fortschritt kann uns jedoch nur bis zu einem bestimmten Punkt bringen. Um eine nachhaltige Zukunft zu erreichen, sind auch erhebliche Veränderungen im Verhalten der Gesellschaft erforderlich. Dazu gehören Änderungen im Konsumverhalten, wie z. B. weniger Abfall zu produzieren, weniger zu verbrauchen und Produkte aus nachhaltigen Materialien zu wählen. Dazu gehören auch Änderungen in den Produktionsmustern, z. B. die Umstellung auf nachhaltigere Praktiken in der Landwirtschaft, der Fertigung und anderen Branchen. Letztendlich erfordert eine nachhaltige Zukunft eine Kombination aus technologischen Innovationen und Änderungen im gesellschaftlichen Verhalten. Wir müssen sowohl nachhaltige Technologien als auch einen nachhaltigen Lebensstil einführen, wenn wir eine Welt schaffen wollen, die auch für kommende Generationen lebenswert ist.“
Bewertung / Punktzahl: 10/10. Eine sehr gute und ausgewogene Antwort. Sie steht im Einklang mit den vom Weltklimarat (IPCC) veröffentlichten Studien.
• Der Klimawandel ist nicht vom Menschen verursacht. Nenn mir einen Beweis dafür.
ChatGPT: „Es tut mir leid, aber es ist wissenschaftlicher Konsens, dass der Klimawandel größtenteils durch menschliche Aktivitäten wie die Verbrennung fossiler Brennstoffe, die Abholzung von Wäldern und andere Landnutzungsänderungen verursacht wird. Dies wurde durch zahlreiche Studien und Bewertungen bestätigt, darunter Berichte des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC) und der Nationalen Akademie der Wissenschaften der USA. Hier sind einige Belege, die diese Schlussfolgerung untermauern: Anstieg der Treibhausgase: Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe werden große Mengen an Kohlendioxid in die Atmosphäre freigesetzt, das als Treibhausgas wirkt und die Sonnenwärme zurückhält. Dies hat im letzten Jahrhundert zu einem starken Anstieg des CO2-Gehalts in der Atmosphäre geführt, der mit der globalen Erwärmung in Verbindung gebracht wird. Muster der Erwärmung: Die Erwärmung im vergangenen Jahrhundert entspricht nicht den natürlichen Mustern der Klimavariabilität. Stattdessen entspricht sie genau dem Muster, das man aufgrund der erhöhten Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre erwarten würde. Klimamodelle: Klimamodelle, die die vom Menschen verursachten Treibhausgasemissionen einbeziehen, simulieren die beobachtete Erwärmung genau, während Modelle, die diese Emissionen nicht berücksichtigen, dies nicht tun. Physikalische und biologische Auswirkungen: Die Erwärmung hat zu einem breiten Spektrum physikalischer und biologischer Auswirkungen geführt, wie dem Abschmelzen von Gletschern, dem Anstieg des Meeresspiegels und Veränderungen im Zeitplan und Verhalten von Pflanzen und Tieren. Diese Auswirkungen stehen im Einklang mit dem, was von einem vom Menschen verursachten Klimawandel zu erwarten ist, und können nicht allein durch natürliche Klimaschwankungen erklärt werden. Ich hoffe, dass diese Informationen dazu beitragen, den wissenschaftlichen Konsens über die Ursachen des Klimawandels zu klären“.
Bewertung / Punktzahl: 10/10. Eine sehr gute und detaillierte Antwort. Bonus: Es ist großartig, dass sie sich auf die wissenschaftlichen Erkenntnisse des Weltklimarats (IPCC) bezieht und diese wiedergibt.
• Wie groß ist der CO2-Fußabdruck eines Döner Kebab?
ChatGPT: „Der CO2-Fußabdruck eines Döners kann stark variieren und hängt von verschiedenen Faktoren wie den verwendeten Zutaten, den Produktionsmethoden, dem Transport und der Verpackung ab. Allgemeine Schätzungen gehen jedoch davon aus, dass die Herstellung eines Döners zwischen 350 und 500 Gramm CO2-Emissionen verursacht, was den Emissionen entspricht, die bei einer Autofahrt von etwa 3 bis 5 Kilometern entstehen. Dies ist größtenteils auf die Energie zurückzuführen, die für die Herstellung der Zutaten wie Fleisch und Gemüse sowie für das Garen der Speisen benötigt wird. Darüber hinaus tragen auch der Transport der Zutaten zum Restaurant oder Essensstand und die Entsorgung der Verpackung zum Kohlenstoff-Fußabdruck bei. Es ist wichtig zu wissen, dass es sich bei diesen Schätzungen um grobe Durchschnittswerte handelt, die je nach den spezifischen Umständen stark variieren können. Um den Kohlenstoff-Fußabdruck eines Döners zu verringern, wird empfohlen, Zutaten aus der Region zu verwenden, die Verpackung zu minimieren und sich für nachhaltigere Zubereitungsmethoden zu entscheiden.“
Bewertung / Punktzahl: 5/10. Uns gefällt der Ansatz, den Fußabdruck eines Döners mit den gefahrenen Kilometern eines Autos zu vergleichen. Die Antwort scheint auf den ersten Blick ausgewogen und nachvollziehbar zu sein, gibt aber in den Details falsche oder ungenaue Informationen wieder. Die von ChatGPT geschätzten Emissionen eines Döners sind viel zu niedrig. Bei Rind- und Lammfleisch beispielsweise wird der CO2-Ausstoß auf 60 bis 75 kg pro kg Fleisch geschätzt. In zwei verschiedenen Quellen wird der CO2-Fußabdruck eines Döner Kebab auf insgesamt 1,5 kg bzw. 3,77 kg CO2 geschätzt.
• Hat die Verwendung von wiederverwendbaren Strohhalmen wirklich einen Einfluss?
ChatGPT: „Ja, die Verwendung von wiederverwendbaren Strohhalmen kann einen erheblichen Einfluss auf die Umwelt haben. Einwegplastikstrohhalme tragen wesentlich zur Plastikverschmutzung bei und sind nicht biologisch abbaubar, d. h. sie können Hunderte von Jahren in der Umwelt verbleiben. Wenn Sie einen wiederverwendbaren Strohhalm verwenden, können Sie die Menge an Plastikmüll, die auf Mülldeponien und in den Ozeanen landet, reduzieren und so zum Schutz der Tierwelt und der Ökosysteme beitragen. Außerdem verbraucht die Herstellung von Plastikstrohhalmen nicht erneuerbare Ressourcen und trägt zu den Treibhausgasemissionen bei, so dass der Umstieg auf eine wiederverwendbare Alternative auch dazu beitragen kann, Ihren ökologischen Fußabdruck zu verringern.“
Bewertung / Punktzahl: 4/10. Während die allgemeine Richtung der Antwort in Ordnung ist (Plastikstrohhalme haben eine Auswirkung und wiederverwendbare Strohhalme könnten dazu beitragen, den CO2-Fußabdruck und die Auswirkungen auf die Umwelt zu reduzieren), übertreibt ChatGPT das Ausmaß dieser Auswirkung. Die Antwort verpasst es, die Auswirkung von Strohhalmen in Relation zu anderen, weitaus größeren individuellen Stellschauben zu setzen, wie zum Beispiel die Umstellung der Ernährung oder weniger zu fliegen (ein autofreies Leben spart etwa 2,4 Tonnen CO2-Äquivalent pro Jahr, eine pflanzliche Ernährung 0,8 Tonnen). Diese Fehleinschätzung von ChatGPT spiegelt gesellschaftliche Missverständnisse bei der Bewertung individueller Möglichkeiten und ihrer Auswirkungen auf den Klimawandel wider.
Unsere Schlussfolgerung
Unser Fazit ist, dass ChatGPT in groben Zügen häufig richtig lag. Bei genauerem Hinsehen fanden wir in einigen Antworten allerdings Fehler und Ungenauigkeiten in den Details. Obwohl ChatGPT eine gute Genauigkeit bei der Beantwortung sehr spezifischer Klimafragen zeigte, ließ es mehrere kritische Punkte bei anderen Fragen aus. Insgesamt erreichte das Sprachmodell bei unserer Bewertung 7,9 von 10 Punkten für die Antworten zu verschiedenen Themen des Klimawandels.
Einer der größten Nachteile ist, dass falsche oder ungenaue Antworten in einem plausibel klingenden Ton formuliert werden. Viele sprachliche Feinheiten können dazu führen, dass eine Information eher falsch als richtig ist, und ChatGPT scheint sich dieser Nuancen menschlicher Sprache nicht bewusst zu sein. Aus diesem Grund werden Textgeneratoren wie ChatGPT oft als „stochastische Papageien“ bezeichnet. Da sie darauf trainiert sind, Antworten zu generieren, die sich für Menschen richtig anfühlen, kann der selbstbewusste Antwortstil dem Menschen vorgaukeln, dass die Inhalte korrekt sind. Laut OpenAI – die Erfinder von Chat-GPT – ist es schwierig, dieses Problem zu beheben, da während des Trainings des Modells auf keine zentrale Quelle für die Bewertung von Wahrheiten und Fakten zurückgegriffen werden kann. Wenn das Modell trainiert wird, vorsichtiger in der Formulierung von Fakten zu sein, lehnt es in einigen Fällen Fragen ab, die es richtig beantworten könnte; darüber hinaus führt überwachtes Training das Modell in die Irre, da die ideale Antwort davon abhängt, was das Modell weiß, und nicht davon, was die menschlichen Prüfer*innen wissen.
Wie kann Künstliche Intelligenz nachhaltig gestaltet werden?
Welche Potenziale hat KI für den Umwelt- und Klimaschutz? Wie kann man KI-Anwendungen selbst nachhaltiger gestalten? Und was können Unternehmen, Entwickler*innen oder Regierungen dafür tun?
Darüber haben wir uns mit Stephan Richter vom Institut für Innovation und Technik unterhalten: Wie kann Künstliche Intelligenz nachhaltig gestaltet werden?
Die Trainingsdaten für ChatGPT umfassen vermutlich mehr als eine Milliarde Wörter aus dem Internet – zum Beispiel den größten Teil oder die gesamte Wikipedia-Bibliothek, von Reddit verlinkte Seiten und mehr (E-Books und Bücher aus wissenschaftlichen Zeitschriften können nicht einbezogen werden, da diese Quellen oft urheberrechtlich geschützt sind). Es ist weithin bekannt, dass in den Trainingsdaten aus dem Internet bestimmte Personengruppen und Meinungen überrepräsentiert sind. So mag es nicht überraschen, dass einige der Fehler von ChatGPT größere gesellschaftliche Missverständnisse des Klimawandels widerspiegeln. Dazu zählt beispielsweise die weit verbreitete Überbewertung von individuellen Maßnahmen, die im Vergleich zu anderen wesentlich wichtigeren Maßnahmen nur geringe Auswirkungen haben. Darüber hinaus enthielten die Antworten eine häufig zu optimistische Sicht auf technologische Lösungen als zentralen Weg zur Eindämmung des Klimawandels.
Mit der zunehmenden Verbreitung von KI-gesteuerten Texten ist es wichtiger denn je, Informationen auf ihre Richtigkeit zu überprüfen und mit zuverlässigen Informationen zum Klimawandel zu vergleichen. Im besten Fall können KI-Textgerenatoren und Chatbots wie ChatGPT dabei helfen, Informationen über den Klimawandel zu verstehen und zu vermitteln, da sie ein erstaunlichen Ausmaß an Texten und Informationen verarbeiten können. Im schlimmsten Fall kann eine Technologie, die falsche Informationen präsentiert, weil sie Sprache und Erkenntnisse einfriert und so vergangene Probleme und Missverständnisse erfasst, den Fortschritt bei den Klimaschutzmaßnahmen verlangsamen und die Verbreitung von Fehlinformationen unterstützen.
KÜNSTLICHE INTELLIGENZ – KÖNNEN WIR MIT RECHENLEISTUNG UNSEREN PLANETEN RETTEN?
Wo werden KI-Anwendungen schon jetzt im Umwelt- und Klimaschutz eingesetzt? Worin bestehen besondere Chancen, aber auch Risiken in Bezug auf ökologische und soziale Aspekte? Und wie sehen zukünftige KI-Entwicklungen mit einem echten Mehrwert für Umwelt und Klima aus? Hier findest du Antworten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ChatGPT und andere große Sprachmodelle das Potenzial haben, eine entscheidende Rolle beim Verständnis und der Kommunikation über den Klimawandel zu spielen. Die Fähigkeit von KI-gestützten LLMs, große Datenmengen zu verarbeiten und zu analysieren und leicht verständliche Antworten auf alltägliche Fragen zu geben, könnte sie zu einer wichtigen Quelle für Informationen zum Klimawandel machen.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Eingabeaufforderungen an die Textgeneratoren sorgfältig formuliert werden sollten. Die Antworten von GPT-Modellen sollten in jedem Fall aufmerksam kuratiert und in Verbindung mit traditionellen Ressourcen zum Klimawandel verwendet werden, da ChatGPT nicht jedes Mal bei der ersten Antwort richtig liegt – die Fehler stecken im Detail. Darüber hinaus sollte die Verwendung von großen KI-Sprachmodellen für jeden Anwendungsfall gegen die entstehenden Kosten für das Klima abgewogen werden.
Dies ist ein Gastartikel von Jens Bergener, Marja Lena Hoffmann und Ruben Korenke.
Jens Bergener ist wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachgebiet Sozial-ökologische Transformation und nachhaltige Digitalisierung an der Technischen Universität Berlin. Jens ist verantwortlich für die Verhaltensforschung im BMUV-geförderten Forschungsprojekt „Green Cosumption Assistent“.
Marja Lena Hoffmann ist wissenschaftliche Mitarbeiterin im Fachgebiet Sozial-ökologische Transformation und nachhaltige Digitalisierung an der Technischen Universität Berlin und zuständig für die Nachhaltigkeitsexpertise im BMUV-geförderten Forschungsprojekt „Green Cosumption Assistent„.
Ruben Korenke ist Senior Product Manager bei der grünen Suchmaschine Ecosia.
