Met een nieuwe federale subsidie van $ 20 miljoen zal de Washington State University een multi-institutioneel onderzoeksinstituut leiden om oplossingen voor kunstmatige intelligentie (AI) te ontwikkelen om enkele van de grootste uitdagingen in de landbouw op het gebied van arbeid, water, weer en klimaatverandering aan te pakken.
Het nieuwe instituut is een van de 11 gelanceerd door de National Science Foundation en onder twee gefinancierd door de US Department of Agriculture-National Institute of Food and Agriculture in 2021. Het heet de AgAID Instituut, wat een afkorting is voor USDA-NIFA Institute for Agricultural AI for Transforming Workforce and Decision Support.
Terwijl traditionele AI-ontwikkeling wetenschappers inhoudt die tools maken en deze aan eindgebruikers leveren, zal het AgAID Institute de mensen die de AI-oplossingen zullen gebruiken - van boeren en arbeiders tot beleidsmakers - bij hun ontwikkeling betrekken, zei Ananth Kalyanaraman, een WSU-computerwetenschap. professor en de hoofdonderzoeker van het Instituut.
“Mensen maken heel erg deel uit van het agrarische ecosysteem. Het zijn niet alleen planten die groeien. Mensen manipuleren dagelijks gewassen en nemen complexe beslissingen, zoals hoe water toe te wijzen of de effecten van een opkomende storm te verzachten”, zegt Kalyanaraman, die ook de Boeing-leerstoel bekleedt aan WSU's School of Electrical Engineering and Computer Science. "We streven ernaar menselijke kennis te koppelen aan AI-tools op een manier die de eindresultaten versterkt, waarbij het geheel groter is dan de som der delen."
Het AgAID-instituut zal een multidisciplinaire, gezamenlijke inspanning zijn waarbij docenten en wetenschappers met expertise op een breed scala van gebieden in computerwetenschap, landbouw en landbouwactiviteiten betrokken zijn.
Naast WSU omvatten de leden van het Instituut de Oregon State University; Universiteit van Californië, Merced; Universiteit van Virginia; Carnegie Mellon Universiteit; Erfgoed Universiteit; Wenatchee Valley College; en Kansas State University. Partners uit de particuliere sector zijn onder meer IBM Research en de start-up innov8.ag.
Het AgAID-instituut zal een "adopt-adapt-amplify" -benadering volgen, zei Kalyanaraman. Dit betekent dat het Instituut eerst AI-oplossingen zal ontwerpen in samenwerking met de mensen die de tools gebruiken, zodat ze praktischer zijn en meer kans hebben om te worden geadopteerd. De onderzoekers zullen ook werken aan oplossingen die zich kunnen aanpassen aan veranderende omgevingen en die de productiviteit verhogen door menselijke vaardigheden en machinecapaciteiten te combineren om effectiever te zijn dan elk afzonderlijk zou zijn. Het snoeien van bomen is bijvoorbeeld een zeer bekwame taak, maar een beginnend werker zou baat kunnen hebben bij een AI-tool die deskundige begeleiding biedt om te beslissen welke tak het beste kan worden gesnoeid. De taak wordt beter uitgevoerd en de werknemer begint te leren van de feedback, en met een tekort aan geschoolde arbeidskrachten kan AI zowel de boomgaard als de werknemer ten goede komen, zei Kalyanaraman.
“Het is een partnerschap. AI kan ons in feite helpen de kloof tussen hooggeschoolde en laaggeschoolde werknemers te overbruggen”, zei hij.
Het opleiden van het personeel op alle niveaus staat centraal bij het AgAID Institute, niet alleen om AI-adoptie aan te moedigen, maar ook als een kwestie van rechtvaardigheid, aldus de leiders van het Instituut. Het Instituut plant meerdere onderwijsprogramma's van K-12 tot hoger onderwijs en opleiding van werknemers. Het doel is om AI-vaardigheidsniveaus te verhogen en nieuwe loopbaantrajecten te openen, die de lonen en levenskwaliteit van landarbeiders kunnen verbeteren. Het kan ook meer mensen aantrekken voor landbouw- en computerberoepen.
Het AgAID Institute zal verschillende uitdagende testcases uitvoeren met speciale gewassen, waarvan er vele in het westen van de Verenigde Staten groeien, zoals appels, kersen, munt en amandelen. Deze gewassen brengen verschillende grote uitdagingen met zich mee: ze vereisen intensieve arbeid en irrigatie. Ze zijn ook kwetsbaar voor weersomstandigheden en klimaatverandering. Gespecialiseerde gewassen zijn goed voor 87% van de Amerikaanse agrarische beroepsbevolking, en ongeveer 40% van deze gewassen zijn meerjarig en vereisen langetermijnbeheer en resourceplanning.
De moeilijke uitdagingen die deze gevallen met zich meebrengen, zouden betekenen dat de oplossingen van AgAID Institute grondig zouden worden getest voordat ze naar andere regio's in het land zouden worden overgebracht, zei Kalyanaraman.
"We weten dat AI een serieus potentieel heeft om baanbrekende ontdekkingen te doen en onze besluitvormingsmogelijkheden op een data-geïnformeerde manier te transformeren, maar de technologie moet op een zeer zorgvuldige manier worden ontwikkeld", zei hij.
Deze prijs maakt deel uit van een aanzienlijke investering door de federale agentschappen in de staat Washington AI-leiderschap, merkte de Amerikaanse senator Maria Cantwell op. Twee van de 11 gefinancierde instituten zullen worden geleid door universiteiten in de staat: naast het door de WSU geleide AgAID Institute, zal de University of Washington het NSF AI Institute for Dynamic Systems leiden.
"De staat Washington is al een leider op het gebied van kunstmatige intelligentie", zei Cantwell. “Van het Tech Policy Lab van de University of Washington dat de grote uitdagingen rond kunstmatige intelligentie bestudeert tot het werk van de Washington State University op het gebied van precisielandbouw, we zijn meer dan klaar voor deze twee subsidies om ons te helpen meer toepassingen van kunstmatige intelligentie te begrijpen. De UW zal werken op het gebied van complexe systemen om gebieden zoals productie te verbeteren en WSU zal werken aan verbeteringen in de landbouw.”
Rep. Cathy McMorris Rodgers sprak ook haar steun uit voor het nieuwe AgAID Institute.
"Washington State University is al lang een leider op het gebied van landbouw, innovatie en technologie", zegt McMorris Rodgers. “Ik was er trots op deel uit te maken van het gesprek op de Agriculture AI-top van de universiteit in oktober 2020 en ik ben verheugd te zien dat WSU vandaag is uitgeroepen tot het USDA-NIFA Institute for Agricultural AI for Transforming Workforce and Decision Support. Dit instituut, ook bekend als AgAID, zal AI-methoden integreren in landbouwactiviteiten voor voorspelling, beslissingsondersteuning en op robotica gebaseerde landbouw om de complexe landbouwuitdagingen aan te pakken waarmee Oost-Washington en de natie worden geconfronteerd. Ik kijk uit naar het innovatieve werk dat uit dit instituut zal komen om de landbouwindustrieën van onze staat te ondersteunen.”
- Sara Zaske, WSU Nieuws
WSU postdoctoraal fellow Abhilash Chandel legt aan een AgAID Institute-team uit hoe de detectietechnologie van de drone multispectrale en thermische beeldgegevens verzamelt van een "slimme boerderij" in Yakima County. Foto: WSU