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人工智慧熱潮帶來銅資源問題

網路的下一個生存危機不會是虛假資訊或深度偽造,而是銅。全世界都在像玩《我的世界》(Minecraft)一樣建構人工智慧,堆疊資料中心、輸電線路和冷卻系統,卻很少考慮背後的物理極限。每個人都專注於模型和計算,卻很少人意識到支撐它們運作的金屬。

現代電力基礎設施(不僅僅是人工智慧)的每一部分都依賴銅。人工智慧資料中心的需求正在加速成長。一個超大規模設施可能需要數萬噸銅。例如,一個微軟資料中心就使用了超過2000噸銅,相當於每兆瓦27噸。麥肯錫的一份報告預測,到2031年,整體輸電線路的建設可能會將全球每年的銅需求推高至約3,700萬噸

可開採的銅礦資源正在枯竭。全球超過70%的銅礦儲量都蘊藏在傳統採礦難以有效加工的礦石中。數百億噸銅礦閒置在廢石堆和邊際礦床中,雖然被業界忽視,但仍蘊藏豐富的開採潛力。

正是這種潛力吸引我來到這裡。作為一名後來從事能源和雲端基礎設施工作的地球科學家,我親眼目睹了日益增長的銅需求——並意識到我擁有幫助解決這個問題的知識。 2023年,我創立了一家名為Endolith的新創公司,致力於從這些被遺忘的資源中回收銅。工具不是鑽頭或炸藥,而是微生物

微生物採礦的工作原理

這些微生物自然進化,易於現場部署,能夠有效地從黃銅礦和硫砷銅礦等複雜礦石中回收銅。它們在實際條件下的浸出堆中茁壯成長,與真正的客戶合作。此外,它們還具有以下優點:與傳統方法相比,它們能耗更低,產銅量更高,環境足跡更小。

那麼,這些傳統方法都有哪些呢?通常,礦山會透過研磨岩石、濃縮礦石,然後使用高溫冶煉或強酸化學浸出來從礦石中提取銅。這兩種方法都耗能高,開採銅的速度慢,會留下大量的廢物和排放。

一位身穿實驗服、戴著安全眼鏡和紫色手套的研究人員將長尖裝置舉到裝有半透明材料的培養皿上。

Endolith 的研究人員利用機器學習來確定在特定地點部署哪些微生物,以及如何隨時間調整微生物組合。 Dynamic Tech Media/Endolith

相較之下,我們的「微生物助手」則透過加速自然的生物浸出過程來發揮作用。 Endolith 的微生物無需依賴冶煉或強酸,而是附著在礦石上,更快地提取銅。它們能夠適應不同類型的岩石化學性質,回收更多金屬,並且能耗更低,對環境的影響更小。

為了實現這一目標,我們依靠機器學習。我們透過對數千種微生物的基因組和代謝數據進行建模,預測哪些菌株能夠在黃銅礦或硫砷銅礦等極端礦石中生存,以及它們在不同環境條件下的表現。這些模型指導微生物群落的部署、如何針對每個地點進行調整以及它們如何隨時間進行適應。實際上,人工智慧將生物學從反覆試驗轉變為可擴展的銅回收系統;反過來,銅又是人工智慧自身發展的動力。

俯視圖顯示,兩名身穿實驗服、戴著安全帽的工人正指向一排用鋁箔紙包裹的高柱

Endolith目前正在科羅拉多州阿瓦達市進行一個試點計畫。圖片來源:Dynamic Tech Media/Endolith

我們的方法已經得到包括必和必拓在內的一些全球最大銅生產商的驗證。微生物回收更清潔,規模化,適應性更強。我們的模組化生物孵化器——專為培養和輸送客製化微生物而設計的現場裝置——可在幾天內完成部署。它們可以根據當地情況進行調整。它們使以前未開發的礦床也能進行銅回收。這項工具打開了通往供應鏈中採礦業忽視、技術上很少考慮的環節的大門。

銅價緊縮正在減緩人工智慧的發展

關於人工智慧基礎設施的討論很少涉及這一層面。計算成本和能源需求佔據主導地位,而銅線是整個系統的基礎。

一位身穿實驗服、頭髮染成五彩繽紛的女人在加工設備前拿著一個裝滿小顆粒的燒杯。

莉茲·丹尼特創立了Endolith公司,旨在從低品位礦石中回收急需的銅。 Dynamic Tech Media/Endolith

人工智慧的物理層面往往隱藏在人們的視線之外。當資料中心專案因變壓器無法按時交付而延期,或者當公用事業公司無法快速建造輸電線路以支援新的運算負載時,人工智慧的存在就顯而易見了。這些都是隱藏在銅纜上的問題。

我曾與現場工程師通過電話,他們對部署尖端計算技術感到興奮,但又暗自擔心線路能否承受。基礎設施不會因為軟體準備就緒而自動跟進。銅礦受地質和時間的限制。礦山開採速度緩慢,回收範圍狹窄,而需求變化過快。更聰明的生物恢復是我們今天可以發揮的槓桿作用。

懷疑的人指出,生物浸出法在處理黃銅礦等堅硬礦石方面歷來舉步維艱。該工藝通常速度緩慢、不完整,或難以大規模管理。微生物科學和堆浸工程的最新進展正在彌補這些不足。借助人工智慧引導微生物優化,我們現在可以將合適的菌株與合適的礦石匹配,這表明生物學方法可以在傳統方法不足之處取得成功。

科技常常假設物質世界會跟上雄心壯志的步伐。但僅憑雄心壯志無法從地下挖出岩石,更無法開採出銅。我看到了信念與基礎建設之間的脫節。我們相信這樣的未來即將到來,但支撐它所需的實體系統卻落後了幾十年。如果我們想要打造持久耐用的東西,我們需要的不僅僅是雄心壯志和創投。我們需要金屬,也需要更聰明的開採方式。

如果我們想繼續建設,就必須先明確我們建造的是什麼。這意味著提取、佈線和化學——這些系統部分很少成為頭條新聞,但決定能否取得進展。

人工智慧時代不會靠興奮來維持,而是靠銅來維持。