Благодаря новому федеральному гранту в размере 20 миллионов долларов США Университет штата Вашингтон возглавит многоинституциональный исследовательский институт по разработке решений искусственного интеллекта (ИИ) для решения некоторых из крупнейших проблем сельского хозяйства, связанных с трудом, водой, погодой и изменением климата.
Новый институт – один из 11, созданных Национальный научный фонд и среди двух, финансируемых Министерство сельского хозяйства США – Национальный институт продовольствия и сельского хозяйства в 2021 году. Это называется Институт AgAID, что является сокращением от Института сельскохозяйственного искусственного интеллекта Министерства сельского хозяйства США-NIFA для преобразования рабочей силы и поддержки принятия решений.
В то время как традиционная разработка ИИ предполагает, что ученые создают инструменты и доставляют их конечным пользователям, Институт AgAID будет привлекать к их разработке людей, которые будут использовать решения ИИ – от фермеров и рабочих до политиков, – сказал Анант Кальянараман, специалист по информатике WSU. профессор и ведущий научный сотрудник института.
«Люди во многом являются частью сельскохозяйственной экосистемы. Здесь растут не только растения. Люди ежедневно манипулируют посевами и принимают сложные решения, например, как распределить воду или смягчить последствия надвигающегося шторма», — сказал Кальянараман, который также возглавляет кафедру Boeing в Школе электротехники и информатики WSU. «Мы стремимся объединить человеческие знания с инструментами ИИ таким образом, чтобы улучшить конечные результаты, когда целое больше, чем сумма его частей».
Институт AgAID будет представлять собой междисциплинарную совместную работу с участием преподавателей и ученых, обладающих опытом в различных областях компьютерных наук, сельского хозяйства и сельскохозяйственной деятельности.
Помимо WSU, в состав института входят Университет штата Орегон; Калифорнийский университет, Мерсед; Университет Вирджинии; Университет Карнеги Меллон; Университет наследия; Колледж Венатчи-Вэлли; и Университет штата Канзас. Партнерами из частного сектора являются IBM Research и стартап Innov8.ag.
По словам Кальянарамана, Институт AgAID будет использовать подход «принять-адаптировать-усилить». Это означает, что сначала Институт будет разрабатывать решения искусственного интеллекта в сотрудничестве с людьми, которые используют эти инструменты, чтобы они были практичными и с большей вероятностью были приняты. Исследователи также будут работать над созданием решений, которые смогут адаптироваться к меняющимся условиям и повысить производительность за счет объединения навыков человека и возможностей машин, чтобы быть более эффективными, чем каждый из них был бы по отдельности. Например, обрезка деревьев — это задача, требующая высокой квалификации, но работник новичка может извлечь выгоду из инструмента искусственного интеллекта, который предоставляет экспертные рекомендации, которые помогут решить, какую ветку лучше всего обрезать. Задача выполняется лучше, и работник начинает учиться на обратной связи, а при нехватке квалифицированной рабочей силы ИИ может принести пользу как саду, так и работнику, сказал Кальянараман.
«Это партнерство. ИИ может помочь нам преодолеть разрыв между высококвалифицированными и низкоквалифицированными работниками», — сказал он.
По словам руководителей института, обучение рабочей силы на всех уровнях занимает центральное место в работе Института AgAID не только для поощрения внедрения ИИ, но и для обеспечения равенства. Институт планирует несколько образовательных программ от K-12 до высшего образования и подготовки рабочих. Цель состоит в том, чтобы повысить уровень навыков искусственного интеллекта и открыть новые пути карьерного роста, которые могут улучшить заработную плату и качество жизни сельскохозяйственных рабочих. Это также может привлечь больше людей в сельское хозяйство и компьютерные профессии.
Институт AgAID проведет несколько сложных испытаний с участием специальных культур, многие из которых растут на западе США, таких как яблоки, вишня, мята и миндаль. Эти культуры решают несколько серьезных проблем: они требуют интенсивного труда и орошения. Они также уязвимы к погодным явлениям и изменению климата. На долю специальных культур приходится 87% сельскохозяйственной рабочей силы США, и около 40% этих культур являются многолетними, требующими долгосрочного управления и планирования ресурсов.
«Сложные проблемы, возникающие в связи с этими случаями, означают, что решения Института AgAID будут тщательно проверены перед их переносом в другие регионы страны», - сказал Кальянараман.
«Мы знаем, что ИИ обладает серьезным потенциалом для совершения революционных открытий и преобразования наших возможностей принятия решений на основе данных, но эту технологию необходимо разрабатывать очень осторожно», — сказал он.
Эта награда является частью значительных инвестиций федеральных агентств в руководство искусственным интеллектом штата Вашингтон, отметила сенатор США Мария Кантвелл. Два из 11 финансируемых институтов будут возглавляться университетами штата: помимо Института AgAID под руководством WSU, Вашингтонский университет будет возглавлять Институт динамических систем искусственного интеллекта NSF.
«Штат Вашингтон уже является лидером в области искусственного интеллекта», — сказал Кантвелл. «От Лаборатории технической политики Вашингтонского университета, которая изучает серьезные проблемы, связанные с искусственным интеллектом, до работы Университета штата Вашингтон в области точного земледелия, мы более чем готовы к этим двум грантам, которые помогут нам понять больше приложений искусственного интеллекта. UW будет работать над комплексными системами для улучшения таких областей, как производство, а WSU будет работать над улучшениями в сельском хозяйстве».
Член палаты представителей Кэти МакМоррис Роджерс также выразила поддержку новому Институту AgAID.
«Вашингтонский государственный университет уже давно является лидером в области сельского хозяйства, инноваций и технологий», — сказал Макморрис Роджерс. «Я был горд принять участие в беседе на университетском саммите по искусственному интеллекту в сельском хозяйстве в октябре 2020 года, и рад видеть, что сегодня WSU получил статус Института сельскохозяйственного искусственного интеллекта Министерства сельского хозяйства США-NIFA для преобразования рабочей силы и поддержки принятия решений. Этот институт, также известный как AgAID, будет интегрировать методы искусственного интеллекта в сельскохозяйственные операции для прогнозирования, поддержки принятия решений и сельского хозяйства с использованием робототехники для решения сложных сельскохозяйственных проблем, стоящих перед Восточным Вашингтоном и всей страной. Я с нетерпением жду возможности увидеть инновационную работу этого института для поддержки сельскохозяйственной отрасли нашего штата».
– Сара Заске, Новости WSU
Постдокторант WSU Абхилаш Чандел объясняет команде Института AgAID, как сенсорная технология дрона собирает мультиспектральные и тепловизионные данные с «умной фермы» в округе Якима. Фото: ВГУ