Как Министерството на енергетиката на САЩ трансформира AI

Министерството на енергетиката на САЩ (DOE) отдавна се откроява като една от най-фокусираните в областта на науката, технологиите и иновациите федерални агенции на САЩ. След това не би трябвало да е изненада, че DOE продължава да инвестира в трансформиращи технологии като изкуствен интелект и машинно обучение. 

DOE създаде офиса за изкуствен интелект и технологии (AITO), за да помогне за трансформирането на DOE във водещо световно предприятие за изкуствен интелект (AI) чрез ускоряване на изследванията, разработването, доставката и приемането на AI. Памела Изом, новият директор на AITO, ще представи на събитието AI в правителството през февруари 2021 г., за да сподели как те максимизират въздействието на AI чрез стратегическа координация, планиране и отлично обслужване на клиенти. В тази статия за интервю г-жа Изом разглежда по-подробно как DOE използва данни и трансформиращи технологии, за да подпомогне развитието на основните мисии на агенцията.

Кои са някои иновативни начини, по които използвате данни и AI в полза на вашата агенция?

Памела Изом: Отговорността за координиране на междусекторни инициативи на ИИ и стратегическо планиране на резултатите от ИИ в целия отдел са от решаващо значение за осигуряване на нашата инфраструктура и максимизиране на въздействието на мисията. През 2022 г. моят екип е фокусиран върху иновативното управление на AI, където отговорният и надежден AI постига стандарта. Имаме нужда от повече ориентирана към човека интеграция в жизнения цикъл на ИИ и обединен каталог от алгоритми и набори от данни, така че да е по-лесно да проследяваме въздействието на нашите инвестиции в ИИ, които преследваме. 

Ръководството за управление на риска от ИИ (AIRMP) е приложна иновация, която очакваме да бъде разгърната на обществеността, ако всичко върви по план през 2023 г. AIRMP улавя рисковите сценарии и предоставя предписващи насоки за смекчаване на тези рискове, така че решенията на ИИ да бъдат отговорни и надеждни. Наръчникът дори взема предвид мерките за смекчаване, които са от значение за крайните устройства като безпилотни системи и персонални устройства. Системите на Edge AI позволяват на екипи, като нашите служби за спешна помощ, да действат бързо върху данните точно там, където са заснети. Съществуват обаче противопоставени заплахи и уязвимости, които AIRMP поддържа. 

Говорейки за иновации, екипът на AI стартира 2022 г. със сесия на фокусна група в индустрията за сближаването на AI и потапящите технологии, като обръща голямо внимание на конвергенцията на AI и разширената реалност (XR) поради значителния растеж в това пространство сега и в бъдеще. Потапящите преживявания са ценни за обучение и прецизно моделиране на критични ситуации, като например сценарии за автономни превозни средства, където понякога синтетичните данни са по-безопасни и не толкова инвазивни, колкото данните в реално време. В партньорство с други програмни офиси, моят екип се стреми да използва AI и смесена реалност, за да създаде учебна програма за AI обучение за работната сила и за управление на таланти в общностите.

Как въобще използвате автоматизацията, за да помогнете при пътуването си до AI?

Памела Изом: Прилагаме автоматизация на ключови бизнес процеси. Инициирахме пилотен проект, за да рационализираме обработката на заеми и да отговорим на някои ключови въпроси, които клиентите обикновено задават, така че процесорите да могат да се съсредоточат върху по-стратегически задачи. Ние прилагаме както разговорен AI, така и автоматизация на роботизирани процеси за справяне с оперативни задачи. Ние се възползваме от възможностите, които са нестандартни в облачните среди като входна точка за платформи и технологии за автоматизация, но също така сме известни с нашите суперкомпютри, които използваме за най-сложните работни натоварвания и където има смисъл. Някои заинтересовани страни предпочитат търговски готови продукти, но предвид напредъка в науката за данни, ние откриваме, че хибридният подход е най-подходящият подход за посрещане на нашите нужди в момента. 

Как определяте коя проблемна област (и) да започнете за вашите проекти за автоматизация и когнитивна технология? 

Памела Изом: Два израза идват на ум. Първо и най-важно е „съсредоточете се върху мисията“, а второто е „слушайте“. Прилагането на иновации за постигане на мисията е наложително. Например, алгоритмите за изкуствен интелект могат да бъдат използвани, за да се гарантира, че мрежовите предавания са устойчиви и така че отчитането на чиста енергия да се прилага справедливо в общностите. Ние провеждаме изследвания, разработки, демонстрации и практикуваме повторна употреба и одити на ИИ, за да увеличим максимално ефективността на такива решения за ИИ. Ние се вслушваме в нуждите, желанията, както и болезнените точки на заинтересованите страни. Поддържаме инвентаризация на инвестициите в изкуствен интелект, които преглеждаме и актуализираме поне веднъж годишно чрез нашата система за обмен на изкуствен интелект (AIX). Провеждат се фокусни сесии с индустрията и академичните среди, за да се чуят индивидуални гледни точки, за да се обменят мнения и да се уловят прозрения в индустрията по целеви теми за изкуствен интелект. По същество ние оценяваме текущото и целевото състояние, идентифицираме пропуските и чрез нашата стратегия за изкуствен интелект приоритизираме, организираме и участваме в предоставянето на програми, които ни движат напред с проекти за автоматизация и когнитивни технологии.

Какви са някои от уникалните възможности на публичния сектор, когато става въпрос за данни и AI?

Памела Изом: Стратегическите партньорства с частния сектор, академичните среди и международните екипи са големи възможности за публичния сектор. Агенциите имат възможност да излязат отпред и да създадат регулации за AI за развитие на активи, споделяне и съвременни практики за поверителност. Законодателство като подобряване на киберсигурността на нацията и трансформиране на федералния клиентски опит и предоставяне на услуги за възстановяване на доверието в правителството разчитат на етични, отговорни и надеждни решения като AI, които зачитат нашите граждански права и свободи. Заедно, чрез стратегически партньорства, можем да изследваме и откриваме най-разнообразните сценарии и да съставяме решения, които защитават данните, като същевременно позволяват по-широк достъп. Трябва да има национална платформа за изследвания и сътрудничество и затова Националната работна група за изследователски ресурси за изкуствен интелект, чийто екип е член, е толкова много важна. Публичният сектор не може сам да изпълни регулаторните изисквания – той изисква индустрия, академични среди, както и международно сътрудничество.

Какви случаи на употреба можете да споделите, когато успешно сте приложили AI?

Памела Изом: По-конкретно, екипът на AI прилага анализ на текста и групиране на машинно обучение, заедно с напредъка в обработката на естествен език, за да подпомогне стратегическия анализ на проекта за изкуствен интелект на отдела и описа на случаите на употреба. Случаите на употреба варират от следващо поколение изследвания на AI методи, които са запознати с домейна, за да укрепят нашата национална сигурност до проекти за чиста енергия, които идентифицират материали, които трябва да се използват за справяне с климатичната криза. Можем да идентифицираме теми въз основа на инвентаризирани данни и да съгласуваме заинтересованите страни от целия отдел с общи синергии, така че да максимизираме икономиите от мащаба, да намалим отпадъците, да информираме и да управляваме повече междусекторни дейности с ИИ. Ние непрекъснато развиваме данните си за инвентара и днес можем да идентифицираме къде са инвестициите в AI и дали съществуват възможности за подобряване на изживяването на клиентите. Без приложен AI, моят екип и заинтересованите страни в отдела ще трябва да пресяват огромни количества данни и би било почти невъзможно да се направят навременни изводи за портфолиото на AI, които са необходими за вземане на стратегически решения. 

Следвайки мисията, нашето изследване в подземната зона е задълбочено към улавяне и съхранение на въглерод. Научно-информирано машинно обучение за ускоряване на решенията в реално време при подземни приложения (SMART). Това трансформира нашите взаимодействия в рамките и разбирането на подземните повърхности и значително подобрява ефективността и ефективността на съхранението на въглерод в полеви мащаб и неконвенционалните операции с нефт и газ. SMART е мулти-организационно усилие, финансирано от Програмата за съхранение на въглерод и нефт и газ на DOE с три фокусни области на визуализация в реално време, виртуално обучение и прогнозиране.

Можете ли да споделите някои от предизвикателствата, когато става въпрос за ИИ и ПД в публичния сектор?

Памела Изом: Притежанието на AI е предизвикателство, през което работим. Изобилието от данни представлява все по-нарастваща необходимост AI да навигира и да прогнозира с точност. Стандартите за анотиране на данни за вертикалите, например енергия, не са лесно достъпни. Има възможност да се развие машинното обучение, преди да се приложи по-усъвършенствано неконтролирано обучение за справяне с критични случаи на използване. Съществува и значителна възможност за разширяване на управлението на AI таланти извън отдела. Както направихме с кибернетичното пространство, трябва да се фокусира повече върху науката за данни и растежа на AI за нацията, ние нямаме избор по въпроса.

Как анализите, автоматизацията и AI работят заедно във вашата агенция?

Памела Изом: Макар че анализът може да бъде отправна или входна точка за AI, ние прилагаме и трите (аналитика, автоматизация и AI), за да осигурим най-голямо въздействие от отговорни препоръки и достоверно вземане на решения. Има възможности за подобряване на някои основи, така че операциите на AI (AIOps) да усъвършенстват концепциите на DevSecOps с интегрирани AI гаранции и чрез възможностите (аналитика, автоматизация и AI) има значителни възможности за подобряване на сътрудничеството между ведомствата за споделено вземане на решения. Ще призная, че днес виждам повече тази сплотеност, но възможности остават.

Как се придвижвате в съображенията за поверителност, доверие и сигурност относно използването на AI?

Памела Изом: Това са критични елементи от ръководството за управление на риска от ИИ (AIRMP), което беше пуснато вътрешно през 2021 г. AIRMP насочва заинтересованите страни по въпросите на поверителността, доверието и сигурността (от съревнователна гледна точка) и информира потребителите за потенциалните уязвимости, въведени с ИИ. Искаме и други, включително Националния институт по стандарти и технологии (NIST), да се възползват и да допринесат за това усилие.

Какво правите, за да развиете работна сила, готова за AI?

Памела Изом: Ние си партнираме с националните лаборатории и обучаваме AI на заинтересованите страни от DOE два пъти годишно. През 2022 г. искаме да изведем обучението на друго ниво с, както споменахме, въведение в ученето с потапяне. 

Имам лична цел да помагам на общности, които са засегнати от аспектите на автоматизацията на AI. Една проблемна област са работните места, които също са в центъра на вниманието на министъра на енергетиката и администрацията. Нуждаем се от гражданите, които да поддържат и да растат в работните си места, а не да ги губят поради напредъка на ИИ. Работниците трябва да знаят как да работят в тандем с роботи, например, и как да увеличат обяснимите аспекти на AI, така че изводите да бъдат валидирани и комуникирани правилно. Тази способност е по линия на по-меките, но критични умения, които улесняват доверието на потребителите, като същевременно създават уникални възможности за развитие на умения. Училищните учители, например, трябва да бъдат включени в обучение по алгоритми и като минимум в тестване, за да подпомогнат генерирането на справедливи, безпристрастни резултати. Те се нуждаят от гаранции, че изводите от изкуствен интелект няма да повлияят неблагоприятно върху поведението на учениците или да изложат на риск живота при осиновяването. Обяснимият AI е обещаващ в това отношение. Тези примери представляват част от потенциала за развитие на умения и таланти, които биха могли да спасят животи.

Кои технологии за изкуствен интелект очаквате най -много през следващите години?

Памела Изом: Вълнувам се от 2022 г. и дейностите, насочени напред, които се появяват спрямо следващото поколение ИИ. Очаквам с нетърпение напредъка в AI, така че разчитането на данни да не е толкова дълбоко и по-скоро AI измисля от какви данни се нуждае сам, за да се справи с проблемите. Разчитам на инструменти и технологии, които предоставят обяснения на решенията и обосновката зад прогнозите. Отделът поема по-силна лидерска роля в AI чрез подобряване на координацията на стратегията, планирането и изпълнението на програмите. Националните лаборатории и инициативата за AI инкубатор, спонсорирана от Лорънс Ливърмор, е един от многото примери за активиране на иновациите, които се случват. Когато става въпрос за смекчаване на риска, ние искаме да гарантираме, че AI няма да въвежда енергийна и ресурсна неефективност, която би могла да противодейства на усилията за декарбонизация, и ние сме страстни в предоставянето на отговорен, етичен AI за доброто на мисията, нацията и по-специално нашата деца. 

Памела Изом ще представи на събитието AI в правителството през февруари 2021 г., където тя ще разгледа как DOE максимизира въздействието на AI чрез стратегическа координация, планиране и отлично обслужване на клиенти, включително справяне с етиката на AI, принципите на AI и акцентите в учебника за управление на риска от AI .