Das geschriebene Wort soll die eigenen Emotionen und Einstellungen widerspiegeln. Durch die Textanalyse können wir fundierte Vermutungen über die Gefühle eines Autors anstellen. Menschen, die gut gelaunt schreiben, verwenden möglicherweise Wörter, die einen angenehmen Duft verströmen, ähnlich einer Rose. Umgekehrt, wenn sie schreiben, während sie verärgert oder wütend sind, können ihre Worte stachelig wirken, wie Dornen. Könnte ein Programm für künstliche Intelligenz (KI), das auf riesige Informationsmengen zugreift, die Einstellung oder Emotionen eines Autors durch sein Schreiben genauer erkennen?
Um diese Frage zu beantworten, leiteten Professor Jonghun Kam und Doktorandin Anqi Liu ein Forschungsteam in der Abteilung Umweltwissenschaften und Ingenieurwissenschaften der POSTECH, um die emotionalen Auswirkungen von Klimaextremen und der COVID-19-Pandemie auf die Gefühle der Menschen zu analysieren. Sie richteten KI-Methoden auf Beschwerden über Wasserverschmutzung aus. Die Ergebnisse werden in veröffentlicht npj Sauberes Wasser.
Das Team nutzte Text-Mining und die Verarbeitung natürlicher Sprache, um Veränderungen in Emotionen und Einstellungen zu analysieren, die im Text während klimatischer Extreme und der COVID-19-Pandemie zum Ausdruck kommen. Text Mining extrahiert wertvolle Informationen aus unstrukturierten Textdaten, während die Verarbeitung natürlicher Sprache es Computern ermöglicht, menschliche Sprache zu verstehen und zu analysieren.
Die beiden Techniken wurden angewendet, um Beschwerden über Wasserverschmutzung im US-Bundesstaat Alabama zu untersuchen. Im Zeitraum 2012–21 wurden über 10.000 Verschmutzungsberichte an Alabamas partizipatives Überwachungssystem zur Umweltüberwachung übermittelt, das über eine Online-Plattform betrieben wird.
Das Forschungsteam analysierte zunächst die Beschwerden über vergangene Klimaextreme, die vor der Pandemie eingegangen waren. Sie gruppierten diese Beschwerden in Kategorien, basierend auf den darin ausgedrückten Gefühlen und Einstellungen, nämlich negativ, positiv, objektiv und subjektiv. Sie fanden heraus, dass die Zahl der „negativen“ Beschwerden während der Dürre 2017 in Alabama um 35 % über dem Durchschnitt anstieg, während während der Hochwassersaison 2019 25 % mehr negative Beschwerden als normal eingereicht wurden. Die KI-Analyse zu höheren negativen Beschwerdezahlen korrelierte mit Zeiten, in denen Wasser knapp oder stark verschmutzt war.
Anschließend prüften die Forscher die Daten aus Beschwerden, die während der COVID-19-Pandemie eingereicht wurden, und verglichen sie mit zufällig ausgewählten Stichproben aus dem gesamten Zeitraum. Die Ergebnisse zeigten, dass das Beschwerdevolumen während der Pandemie im Gegensatz zum Durchschnitt des gesamten Zeitraums mit einem Rückgang der negativen Beschwerden um 30 % deutlich zurückgegangen ist. Die Auswirkungen der COVID-19-Pandemie hielten bis 2021 an. Die Ergebnisse der mithilfe von KI durchgeführten Analyse stimmen mit den emotionalen Veränderungen überein, die bei Einzelpersonen aufgrund der gesellschaftlichen Veränderungen durch die betreffende Pandemie beobachtet wurden.
Im Jahr 2020 war die Verhinderung der Ausbreitung von SARS-CoV-2 das drängendste gesellschaftliche Problem insofern, als alle Outdoor-Aktivitäten eingeschränkt wurden. Infolgedessen beschäftigten sich die Menschen ganz natürlich mit ihrer eigenen Gesundheit, was zu einem Rückgang ihres Interesses an Wasserverschmutzung und anderen Umweltproblemen führte. Die Anwendung künstlicher Intelligenz zur Untersuchung der emotionalen und einstellungsbezogenen Veränderungen bei Einzelpersonen, wenn sie Beschwerden über Wasserverschmutzung melden, unterstreicht die aufgetretenen psychologischen Veränderungen.
Ein solcher technologischer Fortschritt war vor der vierten industriellen Revolution undenkbar. Der leitende Forscher der Studie, Professor Kam, bemerkte: „Mit der Entwicklung der Technologie der künstlichen Intelligenz treten wir in eine Zeit ein, in der wir die Emotionen der Menschen bei anormalen Klima- oder Pandemieereignissen schnell erfassen und diese Informationen bei der Formulierung von Regierungsrichtlinien und Unternehmensabläufen nutzen können Pläne in Bezug auf die Umwelt. In Zukunft wird interdisziplinäre Forschung, die Big Data, KI und Umweltwissenschaften kombiniert, genutzt, um Lösungen für gesellschaftliche und ökologische Probleme vorzuschlagen, die vor Beginn der vierten industriellen Revolution ungelöst blieben.“
Mehr Informationen:
Anqi Liu et al, Überwachung der Auswirkungen von Klimaextremen und COVID-19 auf bundesstaatliche Stimmungsänderungen bei Beschwerden über Wasserverschmutzung, npj Sauberes Wasser (2023). DOI: 10.1038/s41545-023-00244-y