Key Competences in a Transition Towards AI for Sustainability : Connecting the Dots in a Critical Exploration of AI’s Role and Potential in Design for Sustainability

Abstract

The thesis is guided by the objective to create new knowledge on AI’s utility in promoting sustainability, with a particular emphasis on its application in sustainable design. It explores the process of effectively taking AI into utilization and the needed supporting competences. Thus, the literature review creates a comprehensive view of AI, sustainability and safety, sustainability of AI, AI for sustainability, design, and competences, and what they all mean in the realm of AI for sustainability and AI in design for sustainability. These topics are further applied in the thesis. Semi-structured interviews are conducted in the thesis to create a more comprehensive understanding of the turbulent and new topic of AI for sustainability. The interviews are conducted with experts in AI and sustainability around Europe to get the newest insights from the topic. The thesis creates a framework for transitioning from current state to the optimal future state of AI for sustainability. It will detail competences, actions, and supporting resources, for reaching the desired state of optimal utilization of AI for sustainability. The competences gathered from the literature are complemented with competences found in the interviews for utilizing AI for sustainability. These found competences include: AI understanding, subject matter understanding, combining understanding of different fields of expertise, cooperation between specialists, prompting skills, open mindedness, critical thinking, and AI design. The thesis operates on the macro-level, thus, not giving any specific insight for an industry or type of organization. The thesis has three interview questions with each having three sub-questions. The first question tries to explore the current landscape of AI utilization in advancing sustainability by investigating the current actions, important characteristics, and issues related to it by asking: “What is the current landscape of AI for managing and improving sustainability?” The sub-questions try to catch the nuances of current actions and related objectives and results, important characteristics, and current issues. The second question tries to map out the future of AI use in advancing sustainability by investigating the currently unutilized potential, future potential, and risks of AI for sustainability by asking “What is the future potential and risks of AI for managing and improving sustainability?” The sub-questions in the second question try to catch the nuance of current unutilized potential, future potential with further development of AI, and related risks. The third question tries to bridge the gap between the current use and the future potential, and more precisely to explore what the optimal process is for taking AI into utilization for advancing sustainability, by investigating the competences, support and resources, and steps needed for achieving optimal AI use for sustainability. It asks: “How can AI be taken into utilization for managing and improving sustainability?” The sub-questions in the third research question try to find details of what the needed competences, actions, and support and resources are. The thesis contribution to the existing research is its exploration of the topic of AI for sustainability and needed competences and actions. It contributes to the topic of AI for sustainability by bridging the gap between the two and creating a basis for future research and the most notable results are the competence framework and general framework of AI for sustainability. Future research topics that could be explored include studying AI for sustainability in a specific industry or type of organization, for a specific AI tool, or the relationships and dynamics between AI and sustainability. In the rapidly changing landscape of AI for sustainability, managers benefit greatly from having a general framework and competence framework for AI for sustainability.

Tämän diplomityön tavoitteena on luoda uutta tietoa tekoälyn hyödyntämisestä kestävän kehityksen edistämiseksi, erityisesti kestävän suunnittelun osalta. Se tutkii tekoälyn käyttöön ottamista kestävyyden edistämiseksi ja siihen tarvittavia kompetensseja. Kirjallisuuskatsaus luo kattavan näkemyksen tekoälystä, kestävyydestä ja turvallisuudesta, tekoälyn kestävyydestä, tekoälystä kestävyyden edistämiseksi, suunnittelusta ja kompetensseista sekä siitä, mitä nämä kaikki tarkoittavat tekoälyn hyödyntämisessä kestävyyden edistämiseksi. Diplomityössä suoritetaan puolistrukturoituja haastatteluja, jotta saataisiin kattavampi käsitys tekoälyn hyödyntämisestä kestävyyden edistämiseksi, joka on uusi ja myllerryksessä oleva aihe. Haastattelut tehdään tekoälyn ja kestävyyden eri puolilta Eurooppaa tulevien asiantuntijoiden kanssa, jotta saataisiin uusimmat näkemykset aiheesta. Työ luo viitekehyksen siirtymälle nykytilasta optimaaliseen tulevaisuuden tilaan tekoälyn hyödyntämisessä kestävyyden edistämiseksi. Se yksityiskohtaisesti kuvaa kompetenssit, toimet ja tukiresurssit, jotka ovat tarpeen optimaalisen tekoälyn hyödyntämisen saavuttamiseksi kestävyyden edistämiseksi. Kirjallisuudesta kerättyjä kompetensseja täydennetään haastatteluissa löydetyillä kompetensseilla tekoälyn hyödyntämiseksi kestävyyden edistämiseksi. Näihin kompetensseihin kuuluvat: tekoälyn ymmärtäminen, aihealueen ymmärtäminen, eri asiantuntija-alueiden ymmärtämisen yhdistäminen, yhteistyö asiantuntijoiden välillä, promptaamistaidot, avoin mieli, kriittinen ajattelu ja tekoälyn suunnittelu. Tutkimus toimii makrotasolla, eikä siten anna erityisiä näkemyksiä tietylle toimialalle tai organisaatiotyypille. Diplomityössä on kolme haastattelukysymystä, joista jokaisella on kolme alakysymystä. Ensimmäinen kysymys pyrkii tutkimaan tekoälyn hyödyntämisen nykytilaa kestävyyden edistämisessä kysymällä: "Mikä on tekoälyn nykytila kestävyydessä?" Alakysymykset pyrkivät tavoittamaan nykyisten toimien ja niihin liittyvien tavoitteiden ja tulosten, tärkeiden ominaisuuksien ja nykyisten ongelmien vivahteet. Toinen kysymys pyrkii kartoittamaan tekoälyn käytön tulevaisuutta kestävyyden edistämisessä kysymällä: "Mikä on tekoälyn potentiaali ja riskit kestävyyden edistämiseksi?" Toisen kysymyksen alakysymykset pyrkivät tavoittamaan nykyisen hyödyntämättömän potentiaalin, tekoälyn jatkokehityksen myötä tulevan potentiaalin ja siihen liittyvät riskit. Kolmas kysymys pyrkii kuromaan umpeen nykyisen käytön ja tulevan potentiaalin välistä kuilua ja tarkemmin tutkimaan, mikä on optimaalinen prosessi tekoälyn hyödyntämiseksi kestävyyden edistämiseksi kysymällä: "Miten tekoäly voidaan ottaa käyttöön kestävyyden edistämiseksi?" Kolmannen tutkimuskysymyksen alakysymykset pyrkivät löytämään yksityiskohtia tarvittavista kompetensseista, toimista sekä tuesta ja resursseista. Tämän diplomityön kontribuutio olemassa olevaan tutkimukseen on sen kartoitus tekoälyn hyödyntämisestä kestävyyden edistämiseksi ja tarvittavista kompetensseista ja toimista. Se edistää tekoälyn hyödyntämistä kestävyyden edistämiseksi kuromalla umpeen näiden kahden välistä kuilua ja luomalla perustan tulevalle tutkimukselle. Huomionarvoisimmat tulokset ovat kompetenssi- ja yleinen viitekehys tekoälyn hyödyntämiseksi kestävyyden edistämiseksi. Tulevia tutkimusaiheita, joita voitaisiin tutkia, ovat esimerkiksi tekoälyn hyödyntäminen kestävyyden edistämiseksi tietyllä toimialalla tai organisaatiotyypissä, tietyn tekoälytyökalun hyödyntäminen tai tekoälyn ja kestävyyden välisten suhteiden ja dynamiikan tutkiminen. Nopeasti muuttuvassa tekoälyn hyödyntämisen maisemassa kestävyyden edistämiseksi johtajat hyötyvät suuresti ylei-sestä viitekehyksestä ja kompetenssiviitekehyksestä tekoälyn hyödyntämiseksi kestävyyden edistämiseksi.