Díky novému federálnímu grantu ve výši 20 milionů dolarů povede Washingtonská státní univerzita multiinstitucionální výzkumný ústav pro vývoj řešení umělé inteligence (AI) pro řešení některých z největších výzev zemědělství souvisejících s prací, vodou, počasím a klimatickými změnami.
Nový ústav je jedním z 11 zahájených National Science Foundation a mezi dvěma financovanými Ministerstvo zemědělství USA – Národní institut pro potraviny a zemědělství v roce 2021. Říká se tomu Institut AgAID, což je zkratka pro USDA-NIFA Institute for Agricultural AI for Transforming Workforce and Decision Support.
Zatímco tradiční vývoj umělé inteligence zahrnuje vědce, kteří vytvářejí nástroje a dodávají je koncovým uživatelům, institut AgAID zapojí do vývoje lidi, kteří budou řešení umělé inteligence používat – od farmářů a pracovníků až po tvůrce politik, řekl Ananth Kalyanaraman, počítačový vědce WSU. profesor a hlavní řešitel ústavu.
„Lidé jsou velkou součástí zemědělského ekosystému. Nejde jen o pěstování rostlin. Lidé denně manipulují s plodinami a dělají složitá rozhodnutí, například jak rozdělit vodu nebo zmírnit dopady přicházející bouře,“ řekl Kalyanaraman, který také zastává křeslo Boeingu na Škole elektrotechniky a informatiky WSU. „Naším cílem je propojit lidské znalosti s nástroji AI způsobem, který zesílí konečné výsledky, kde celek je větší než součet jeho částí.“
Institut AgAID bude multidisciplinárním společným úsilím zahrnujícím fakulty a vědce s odbornými znalostmi v různých oblastech informatiky, zemědělství a zemědělství.
Kromě WSU jsou členy institutu Oregon State University; Kalifornská univerzita, Merced; University of Virginia; Carnegie Mellon University; Heritage University; Wenatchee Valley College; a Kansas State University. Mezi partnery soukromého sektoru patří IBM Research a start-up innov8.ag.
Institut AgAID zvolí přístup „přijmout-přizpůsobit-zesílit“, řekl Kalyanaraman. To znamená, že institut nejprve navrhne řešení umělé inteligence ve spolupráci s lidmi, kteří nástroje používají, aby byla praktická a s větší pravděpodobností budou přijata. Výzkumníci budou také pracovat na vytváření řešení, která se dokážou přizpůsobit měnícím se prostředím a která zesilují produktivitu spojením lidských dovedností a schopností strojů tak, aby byly efektivnější, než by byl každý sám. Například prořezávání stromů je vysoce kvalifikovaný úkol, ale začátečník na úrovni může těžit z nástroje AI, který poskytuje odborné vedení, které mu pomůže rozhodnout, která větev je nejlepší prořezat. Úkol se dělá lépe a pracovník se začíná učit ze zpětné vazby a s nedostatkem kvalifikované pracovní síly může AI prospět jak sadu, tak dělníkovi, řekl Kalyanaraman.
"Je to partnerství." Umělá inteligence nám může v podstatě pomoci překlenout propast mezi vysoce kvalifikovanými a málo kvalifikovanými pracovníky,“ řekl.
Vzdělávání pracovní síly na všech úrovních je pro AgAID Institute zásadní nejen proto, aby povzbudilo přijetí umělé inteligence, ale také jako záležitost spravedlnosti, tvrdí vedoucí institutu. Institut plánuje několik vzdělávacích programů od K-12 přes vysokoškolské vzdělávání a školení pracovníků. Cílem je zvýšit úroveň dovedností AI a otevřít nové kariérní cesty, které mohou zlepšit platy a kvalitu života zemědělských pracovníků. Může také přilákat více lidí do zemědělství a počítačových profesí.
AgAID Institute provede několik náročných testovacích případů zahrnujících speciální plodiny, z nichž mnohé rostou v západních Spojených státech, jako jsou jablka, třešně, máta a mandle. Tyto plodiny zahrnují několik hlavních problémů: vyžadují intenzivní práci a zavlažování. Jsou také náchylné k povětrnostním jevům a změnám klimatu. Speciální plodiny tvoří 87 % zemědělské pracovní síly v USA a asi 40 % těchto plodin je trvalých, což vyžaduje dlouhodobé řízení a plánování zdrojů.
Obtížné výzvy, které tyto případy představují, by znamenaly, že řešení institutu AgAID budou před přenesením do jiných regionů v zemi přísně testována, řekl Kalyanaraman.
„Víme, že umělá inteligence má vážný potenciál dělat převratné objevy a transformovat naše rozhodovací schopnosti způsobem založeným na datech, ale technologii je třeba vyvíjet velmi opatrně,“ řekl.
Toto ocenění je součástí významné investice federálních agentur ve státě Washington vedení AI, poznamenala americká senátorka Maria Cantwellová. Dva z 11 financovaných institutů budou řízeny univerzitami ve státě: kromě institutu AgAID pod vedením WSU bude University of Washington vést institut NSF AI pro dynamické systémy.
"Stát Washington je již lídrem v oblasti umělé inteligence," řekl Cantwell. „Od laboratoře Tech Policy Lab University of Washington, která studuje velké výzvy kolem umělé inteligence až po práci Washington State University v přesném zemědělství, jsme více než připraveni na tyto dva granty, které nám pomohou porozumět dalším aplikacím umělé inteligence. UW bude pracovat v oblasti komplexních systémů pro zlepšení oblastí, jako je výroba a WSU bude pracovat na zlepšení v zemědělství.
Reprezentantka Cathy McMorris Rodgersová rovněž vyjádřila podporu novému institutu AgAID.
„Washingtonská státní univerzita je již dlouho lídrem v zemědělství, inovacích a technologiích,“ řekl McMorris Rodgers. „Byl jsem hrdý na to, že jsem se mohl zúčastnit konverzace na univerzitním summitu o umělé inteligenci v zemědělství v říjnu 2020 a jsem potěšen, že WSU dnes získalo označení USDA-NIFA Institute for Agricultural AI for Transforming Workforce and Decision Support. Tento institut, také známý jako AgAID, bude integrovat metody umělé inteligence do zemědělských operací pro predikci, podporu rozhodování a zemědělství s podporou robotiky, aby se vypořádal se složitými zemědělskými výzvami, kterým čelí východní Washington a celý národ. Těším se na inovativní práci, která vzejde z tohoto institutu na podporu zemědělského průmyslu našeho státu.“
- Sara Zaske, WSU News
Postdoktorand z WSU Abhilash Chandel vysvětluje týmu AgAID Institute, jak technologie snímání dronu shromažďuje data z multispektrálních a termálních snímků z „chytré farmy“ v okrese Yakima. Foto: WSU