Grâce à une nouvelle subvention fédérale de 20 millions de dollars, l'Université de l'État de Washington dirigera un institut de recherche multi-institutionnel chargé de développer des solutions d'intelligence artificielle (IA) pour relever certains des plus grands défis de l'agriculture liés au travail, à l'eau, aux conditions météorologiques et au changement climatique.
Le nouvel institut est l'un des 11 lancés par le National Science Foundation et parmi deux financés par le Département américain de l'Agriculture-Institut national de l'alimentation et de l'agriculture en 2021. C'est ce qu'on appelle le Institut AgAID, qui est l'abréviation de USDA-NIFA Institute for Agricultural AI for Transforming Workforce and Decision Support.
Alors que le développement traditionnel de l'IA implique que les scientifiques créent des outils et les fournissent aux utilisateurs finaux, l'Institut AgAID impliquera les personnes qui utiliseront les solutions d'IA – des agriculteurs et travailleurs aux décideurs politiques – dans leur développement, a déclaré Ananth Kalyanaraman, spécialiste en informatique à la WSU. professeur et chercheur principal principal de l’Institut.
« Les gens font partie intégrante de l’écosystème agricole. Il n’y a pas que les plantes qui poussent. Les humains manipulent les cultures quotidiennement et prennent des décisions complexes, telles que la manière d'allouer l'eau ou d'atténuer les effets d'une tempête imminente », a déclaré Kalyanaraman, qui est également titulaire de la chaire Boeing à l'École de génie électrique et d'informatique de la WSU. « Notre objectif est d’associer la connaissance humaine aux outils d’IA de manière à amplifier les résultats finaux, dans lesquels le tout est supérieur à la somme de ses parties. »
L'Institut AgAID sera un effort de collaboration multidisciplinaire impliquant des professeurs et des scientifiques possédant une expertise dans un large éventail de domaines de l'informatique, de l'agriculture et de la sensibilisation agricole.
Outre la WSU, les membres de l'Institut comprennent l'Université d'État de l'Oregon ; Université de Californie, Merced ; Université de Virginie ; L'université de Carnegie Mellon; Université du patrimoine ; Collège de la vallée de Wenatchee ; et l'Université d'État du Kansas. Les partenaires du secteur privé incluent IBM Research et la start-up innov8.ag.
L’Institut AgAID adoptera une approche « adopter-adapter-amplifier », a déclaré Kalyanaraman. Cela signifie que l’Institut concevra d’abord des solutions d’IA en partenariat avec les personnes qui utilisent les outils, afin qu’elles soient pratiques et plus susceptibles d’être adoptées. Les chercheurs s’efforceront également de créer des solutions capables de s’adapter à des environnements changeants et d’amplifier la productivité en combinant les compétences humaines et les capacités des machines pour être plus efficaces que chacune de ces solutions ne le serait seule. Par exemple, l’élagage des arbres est une tâche hautement qualifiée, mais un travailleur débutant pourrait bénéficier d’un outil d’IA qui fournit des conseils d’experts pour l’aider à décider quelle est la meilleure branche à élaguer. La tâche est mieux accomplie et le travailleur commence à apprendre des commentaires, et avec une pénurie de main-d'œuvre qualifiée, l'IA peut bénéficier à la fois au verger et au travailleur, a déclaré Kalyanaraman.
« C'est un partenariat. L’IA peut nous aider à combler le fossé entre les travailleurs hautement qualifiés et les travailleurs peu qualifiés », a-t-il déclaré.
Selon les dirigeants de l’Institut, la formation de la main-d’œuvre à tous les niveaux est au cœur de l’Institut AgAID, non seulement pour encourager l’adoption de l’IA, mais aussi pour une question d’équité. L'Institut prévoit plusieurs programmes éducatifs de la maternelle à la 12e année en passant par l'enseignement supérieur et la formation des travailleurs. L’objectif est d’élever les niveaux de compétences en IA et d’ouvrir de nouvelles perspectives de carrière, susceptibles d’améliorer les salaires et la qualité de vie des travailleurs agricoles. Cela peut également attirer davantage de personnes vers les professions agricoles et informatiques.
L'Institut AgAID entreprendra plusieurs cas tests difficiles impliquant des cultures spéciales, dont beaucoup poussent dans l'ouest des États-Unis, comme les pommes, les cerises, la menthe et les amandes. Ces cultures comportent plusieurs défis majeurs : elles nécessitent une main d’œuvre et une irrigation intensives. Ils sont également vulnérables aux événements météorologiques et au changement climatique. Les cultures spécialisées représentent 87 % de la main-d’œuvre agricole américaine, et environ 40 % de ces cultures sont pérennes, nécessitant une gestion et une planification des ressources à long terme.
Les défis difficiles posés par ces cas signifieraient que les solutions de l'Institut AgAID seraient rigoureusement testées avant d'être transférées à d'autres régions du pays, a déclaré Kalyanaraman.
"Nous savons que l'IA a un potentiel sérieux pour faire des découvertes révolutionnaires et transformer nos capacités de prise de décision en fonction des données, mais la technologie doit être développée de manière très prudente", a-t-il déclaré.
Ce prix fait partie d'un investissement important des agences fédérales dans le leadership de l'IA dans l'État de Washington, a souligné la sénatrice américaine Maria Cantwell. Deux des 11 instituts financés seront dirigés par des universités de l'État : outre l'Institut AgAID dirigé par la WSU, l'Université de Washington dirigera le NSF AI Institute for Dynamic Systems.
« L'État de Washington est déjà un leader en matière d'intelligence artificielle », a déclaré Cantwell. « Du Tech Policy Lab de l'Université de Washington qui étudie les grands défis liés à l'intelligence artificielle aux travaux de l'Université de l'État de Washington sur l'agriculture de précision, nous sommes plus que prêts à recevoir ces deux subventions pour nous aider à comprendre davantage d'applications de l'intelligence artificielle. L’UW travaillera dans le domaine des systèmes complexes pour améliorer des domaines tels que la fabrication et WSU travaillera sur l’amélioration de l’agriculture.
La représentante Cathy McMorris Rodgers a également exprimé son soutien au nouvel institut AgAID.
« L'Université de l'État de Washington est depuis longtemps un leader dans les domaines de l'agriculture, de l'innovation et de la technologie », a déclaré McMorris Rodgers. « J'étais fier de participer à la conversation lors du Sommet sur l'IA agricole de l'université en octobre 2020 et je suis heureux de voir que WSU a reçu aujourd'hui la désignation d'Institut USDA-NIFA pour l'IA agricole pour la transformation de la main-d'œuvre et l'aide à la décision. Cet institut, également connu sous le nom d'AgAID, intégrera des méthodes d'IA dans les opérations agricoles pour la prévision, l'aide à la décision et l'agriculture robotisée afin de relever les défis agricoles complexes auxquels sont confrontés l'est de l'État de Washington et le pays. J'ai hâte de voir le travail innovant qui sortira de cet institut pour soutenir les industries agricoles de notre État.
- Sara Zaske, WSU Actualités
Abhilash Chandel, chercheur postdoctoral à la WSU, explique à une équipe de l'AgAID Institute comment la technologie de détection du drone collecte des données d'imagerie multispectrale et thermique à partir d'une « ferme intelligente » dans le comté de Yakima. Photo de : WSU