Com uma nova subvenção federal de 20 milhões de dólares, a Washington State University liderará um instituto de investigação multi-institucional para desenvolver soluções de inteligência artificial (IA) para enfrentar alguns dos maiores desafios da agricultura relacionados com o trabalho, a água, o clima e as alterações climáticas.
O novo instituto é um dos 11 lançados pelo National Science Foundation e entre dois financiados pelo Departamento de Agricultura dos EUA - Instituto Nacional de Alimentação e Agricultura em 2021. É chamado de Instituto AgAID, que é a abreviação de Instituto USDA-NIFA de IA Agrícola para Transformação da Força de Trabalho e Apoio à Decisão.
Embora o desenvolvimento tradicional da IA envolva cientistas que criam ferramentas e as entregam aos utilizadores finais, o Instituto AgAID envolverá as pessoas que utilizarão as soluções de IA – desde agricultores e trabalhadores a decisores políticos – no seu desenvolvimento, disse Ananth Kalyanaraman, cientista da computação da WSU. professor e pesquisador principal principal do Instituto.
“As pessoas fazem parte importante do ecossistema agrícola. Não são apenas as plantas que crescem. Os humanos manipulam as plantações diariamente e tomam decisões complexas, como alocar água ou mitigar os efeitos de uma tempestade que se aproxima”, disse Kalyanaraman, que também ocupa a cátedra Boeing na Escola de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação da WSU. “Nosso objetivo é associar o conhecimento humano às ferramentas de IA de uma forma que amplifique os resultados finais onde o todo é maior do que a soma das partes.”
O Instituto AgAID será um esforço multidisciplinar e colaborativo envolvendo professores e cientistas com experiência em diversas áreas da ciência da computação, agricultura e extensão agrícola.
Além da WSU, os membros do Instituto incluem a Oregon State University; Universidade da Califórnia, Merced; Universidade da Virgínia; Universidade Carnegie Mellon; Universidade do Patrimônio; Faculdade do Vale Wenatchee; e Universidade Estadual do Kansas. Os parceiros do setor privado incluem a IBM Research e a start-up inov8.ag.
O Instituto AgAID adotará uma abordagem “adotar-adaptar-amplificar”, disse Kalyanaraman. Isto significa que primeiro o Instituto irá conceber soluções de IA em parceria com as pessoas que utilizam as ferramentas, para que sejam práticas e tenham maior probabilidade de serem adotadas. Os pesquisadores também trabalharão para criar soluções que possam se adaptar a ambientes em mudança e que amplifiquem a produtividade, combinando habilidades humanas e capacidades de máquinas para serem mais eficazes do que qualquer uma delas seria sozinha. Por exemplo, podar árvores é uma tarefa altamente qualificada, mas um trabalhador iniciante poderia se beneficiar de uma ferramenta de IA que fornece orientação especializada para ajudar a decidir qual é o melhor galho para podar. A tarefa é executada melhor e o trabalhador começa a aprender com o feedback e, com a escassez de mão de obra qualificada, a IA pode beneficiar tanto o pomar como o trabalhador, disse Kalyanaraman.
“É uma parceria. A IA pode ajudar-nos basicamente a colmatar a divisão entre trabalhadores altamente qualificados e trabalhadores pouco qualificados”, disse ele.
Educar a força de trabalho a todos os níveis é fundamental para o Instituto AgAID, não apenas para encorajar a adopção da IA, mas também por uma questão de equidade, de acordo com os líderes do Instituto. O Instituto planeja vários programas educacionais, desde o ensino fundamental e médio até o ensino superior e treinamento de trabalhadores. O objetivo é aumentar os níveis de competências em IA e abrir novos caminhos de carreira, o que pode melhorar os salários e a qualidade de vida dos trabalhadores agrícolas. Também pode atrair mais pessoas para profissões agrícolas e de informática.
O Instituto AgAID realizará vários casos de teste desafiadores envolvendo culturas especiais, muitas das quais crescem no oeste dos Estados Unidos, como maçãs, cerejas, hortelã e amêndoas. Estas culturas enfrentam vários desafios importantes: requerem mão-de-obra intensiva e irrigação. Eles também são vulneráveis a eventos climáticos e mudanças climáticas. As culturas especializadas representam 87% da força de trabalho agrícola dos EUA e cerca de 40% destas culturas são perenes, exigindo uma gestão a longo prazo e planeamento de recursos.
Os difíceis desafios colocados por estes casos significariam que as soluções do Instituto AgAID seriam rigorosamente testadas antes de serem transferidas para outras regiões do país, disse Kalyanaraman.
“Sabemos que a IA tem um grande potencial para fazer descobertas inovadoras e transformar as nossas capacidades de tomada de decisão de uma forma baseada em dados, mas a tecnologia precisa de ser desenvolvida de uma forma muito cuidadosa”, disse ele.
Este prêmio faz parte de um investimento significativo das agências federais na liderança da IA do estado de Washington, observou a senadora norte-americana Maria Cantwell. Dois dos 11 institutos financiados serão dirigidos por universidades do estado: além do Instituto AgAID liderado pela WSU, a Universidade de Washington liderará o Instituto de IA para Sistemas Dinâmicos da NSF.
“O estado de Washington já é líder em inteligência artificial”, disse Cantwell. “Desde o Laboratório de Política Tecnológica da Universidade de Washington, que estuda os grandes desafios em torno da inteligência artificial, até o trabalho da Universidade Estadual de Washington em agricultura de precisão, estamos mais do que prontos para que essas duas bolsas nos ajudem a compreender mais aplicações de inteligência artificial. A UW trabalhará na área de sistemas complexos para melhorar campos como a indústria e a WSU trabalhará em melhorias na agricultura.”
A deputada Cathy McMorris Rodgers também expressou seu apoio ao novo Instituto AgAID.
“A Washington State University é há muito tempo líder em agricultura, inovação e tecnologia”, disse McMorris Rodgers. “Fiquei orgulhoso de fazer parte da conversa na Cúpula de IA Agrícola da universidade em outubro de 2020 e estou satisfeito em ver que a WSU recebeu hoje a designação como Instituto USDA-NIFA de IA Agrícola para Transformação da Força de Trabalho e Apoio à Decisão. Este instituto, também conhecido como AgAID, integrará métodos de IA em operações agrícolas para previsão, apoio à decisão e agricultura baseada em robótica para enfrentar os complexos desafios agrícolas enfrentados pelo leste de Washington e pela nação. Estou ansioso para ver o trabalho inovador que sairá deste Instituto para apoiar as indústrias agrícolas do nosso estado.”
- Sara Zaske, notícias da WSU
Abhilash Chandel, pesquisador de pós-doutorado da WSU, explica a uma equipe do Instituto AgAID como a tecnologia de detecção do drone coleta dados de imagens térmicas e multiespectrais de uma “fazenda inteligente” no condado de Yakima. Foto: WSU