Ako Ministerstvo energetiky USA transformuje AI

Ministerstvo energetiky USA (DOE) už dlho vyniká ako jedna z federálnych agentúr USA, ktoré sa najviac zameriavajú na vedu, technológiu a inovácie. Malo by byť prekvapením, že DOE naďalej investuje do transformačných technológií, ako je umelá inteligencia a strojové učenie. 

DOE založilo kanceláriu pre umelú inteligenciu a technológiu (AITO), aby pomohla transformovať DOE na popredné svetové podnikanie v oblasti umelej inteligencie (AI) urýchlením výskumu, vývoja, poskytovania a prijatia AI. Pamela Isom, nová riaditeľka AITO, sa predstaví na podujatí AI vo vláde vo februári 2021, aby sa podelila o to, ako maximalizujú dopady AI prostredníctvom strategickej koordinácie, plánovania a excelentných služieb zákazníkom. V tomto článku s rozhovorom sa pani Isomová podrobnejšie venuje tomu, ako DOE využíva údaje a transformačné technológie, aby pomohla napredovať v hlavných poslaniach agentúry.

Aké sú niektoré inovatívne spôsoby, ako využívate údaje a AI v prospech vašej agentúry?

Pamela Isom: Zodpovednosť za koordináciu prierezových iniciatív umelej inteligencie a strategické plánovanie výsledkov umelej inteligencie v rámci celého oddelenia sú rozhodujúce pre zabezpečenie našej infraštruktúry a maximalizáciu vplyvu misií. V roku 2022 sa môj tím zameriava na inovatívne riadenie AI, kde je zodpovedná a dôveryhodná AI štandardom. Potrebujeme väčšiu integráciu v životnom cykle AI zameranú na človeka a federatívny katalóg algoritmov a súborov údajov, aby bolo jednoduchšie sledovať dopady našich investícií do AI, ktoré sledujeme. 

Príručka riadenia rizík AI (AIRMP) je aplikovaná inovácia, ktorú predpokladáme nasadiť pre verejnosť, ak všetko pôjde podľa plánu v roku 2023. AIRMP zachytáva rizikové scenáre a poskytuje normatívne pokyny na zmiernenie týchto rizík, aby boli rozhodnutia AI zodpovedné a dôveryhodné. Príručka dokonca zohľadňuje zmiernenia, ktoré sú relevantné pre okrajové zariadenia, ako sú bezpilotné systémy a osobné zariadenia. Systémy umelej inteligencie Edge umožňujú tímom, ako sú naši pohotovostní pracovníci, rýchlo konať s údajmi priamo tam, kde sú zachytené. Existujú však nepriaznivé hrozby a slabé miesta, ktoré AIRMP podporuje. 

Keď už hovoríme o inováciách, tím AI odštartoval rok 2022 stretnutím priemyselnej skupiny zameranej na konvergenciu AI a imerzívnych technológií, pričom veľkú pozornosť venoval konvergencii AI a rozšírenej realite (XR) z dôvodu výrazného rastu v tomto priestore v súčasnosti. a v budúcnosti. Pohlcujúce skúsenosti sú cenné pre školenie a presné modelovanie kritických situácií, ako sú scenáre autonómnych vozidiel, kde sú niekedy syntetické údaje bezpečnejšie a nie také invazívne ako údaje v reálnom čase. V spolupráci s ďalšími programovými kanceláriami sa môj tím snaží využívať AI a zmiešanú realitu na vytvorenie učebných osnov AI pre pracovnú silu a pre riadenie talentov v rámci komunít.

Ako vôbec využívate automatizáciu na pomoc na vašej ceste k AI?

Pamela Isom: Aplikujeme automatizáciu na kľúčové obchodné procesy. Iniciovali sme pilotný projekt na zefektívnenie spracovania pôžičiek a zodpovedanie niektorých kľúčových otázok, ktoré si zákazníci zvyčajne kladú, aby sa spracovatelia mohli sústrediť na strategickejšie úlohy. Na riešenie prevádzkových úloh používame konverzačnú AI aj automatizáciu robotických procesov. Využívame možnosti, ktoré sú v cloudových prostrediach pripravené ako vstupný bod pre automatizačné platformy a technológie, ale sme známi aj našimi superpočítačmi, ktoré využívame na tie najzložitejšie úlohy a tam, kde to dáva zmysel. Niektoré zainteresované strany uprednostňujú komerčné bežne dostupné produkty, ale vzhľadom na pokrok vo vede o údajoch sme zistili, že hybrid je v súčasnosti najvhodnejším prístupom k riešeniu našich potrieb. 

Ako identifikujete, s ktorými problémovými oblasťami začať pri projektoch automatizácie a kognitívnych technológií? 

Pamela Isom: Napadnú ma dva výrazy. V prvom rade je „zamerajte sa na misiu“ a na druhom mieste je „počúvajte“. Uplatňovanie inovácií na dosiahnutie poslania je nevyhnutné. Algoritmy AI by sa napríklad mohli využiť na zabezpečenie odolnosti prenosov v sieti a na spravodlivé uplatňovanie účtovania čistej energie v rámci komunít. Vykonávame výskum, vývoj, demonštrácie a praktické opätovné použitie a audity AI, aby sme maximalizovali efektivitu takýchto riešení AI. Počúvame potreby, túžby, ako aj bolesti zainteresovaných strán. Udržiavame inventár investícií do AI, ktorý kontrolujeme a aktualizujeme aspoň raz ročne prostredníctvom nášho systému výmeny umelej inteligencie (AIX). Zamerajte sa na stretnutia s priemyslom a akademickou obcou, aby ste si vypočuli individuálne názory, aby ste si vymieňali názory a zachytávali priemyselné poznatky o cielených témach AI. V podstate hodnotíme súčasný a cieľový stav, identifikujeme medzery a prostredníctvom našej stratégie AI určujeme priority, organizujeme a podieľame sa na poskytovaní programov, ktoré nás posúvajú vpred s projektmi automatizácie a kognitívnych technológií.

Aké sú niektoré z jedinečných príležitostí, ktoré má verejný sektor, pokiaľ ide o údaje a AI?

Pamela Isom: Strategické partnerstvá so súkromným sektorom, akademickou obcou a medzinárodnými tímami sú skvelými príležitosťami pre verejný sektor. Agentúry majú príležitosť dostať sa do popredia a vytvoriť predpisy AI pre vývoj aktív, zdieľanie a moderné postupy ochrany osobných údajov. Legislatíva, ako je zlepšenie národnej kybernetickej bezpečnosti a transformácia federálnych zákazníckych skúseností a poskytovania služieb na obnovenie dôvery vo vládu, všetky počítajú s etickými, zodpovednými a dôveryhodnými riešeniami, ako je AI, ktoré rešpektujú naše občianske práva a slobody. Spoločne, prostredníctvom strategických partnerstiev, môžeme skúmať a objavovať najrozmanitejšie scenáre a zostavovať riešenia, ktoré chránia dáta a zároveň umožňujú širší prístup. Musí existovať národná platforma pre výskum a spoluprácu, a preto je Národná pracovná skupina pre výskum AI, ktorej je môj tím členom, taká veľmi dôležitá. Verejný sektor nemôže splniť regulačné požiadavky sám – vyžaduje si to priemysel, akademickú obec, ako aj medzinárodnú spoluprácu.

Aké prípady použitia môžete zdieľať, keď ste úspešne použili AI?

Pamela Isom: Konkrétne tím AI používa textovú analýzu strojového učenia a klastrovanie spolu s pokrokmi v spracovaní prirodzeného jazyka, aby pomohol so strategickou analýzou projektu AI ministerstva a inventárom prípadov použitia. Prípady použitia siahajú od výskumu metód umelej inteligencie novej generácie s ohľadom na domény na posilnenie našej národnej bezpečnosti až po projekty čistej energie, ktoré identifikujú materiály, ktoré sa musia použiť na riešenie klimatickej krízy. Dokážeme identifikovať témy na základe inventarizovaných údajov a zosúladiť zainteresované strany z celého oddelenia so spoločnými synergiami, aby sme maximalizovali úspory z rozsahu, znížili plytvanie, informovali a podporili viac prierezových aktivít AI. Neustále vyvíjame údaje o našich zásobách a dnes vieme identifikovať, kde sú investície do AI a či existujú príležitosti na zlepšenie skúseností zákazníkov. Bez aplikovanej AI by môj tím a zainteresované strany oddelenia museli preosiať obrovské množstvo údajov a bolo by takmer nemožné vyvodiť včasné závery o portfóliu AI, ktoré sú potrebné pre strategické rozhodovanie. 

Keď sledujeme misiu, náš výskum v podpovrchovej oblasti smeruje k zachytávaniu a ukladaniu uhlíka. Vedecky informovaná iniciatíva strojového učenia na urýchlenie rozhodnutí v reálnom čase v podpovrchových aplikáciách (SMART). Toto transformuje naše interakcie v rámci a chápanie podpovrchu a výrazne zlepšuje efektívnosť a efektívnosť ukladania uhlíka v teréne a nekonvenčných operácií v oblasti ropy a zemného plynu. SMART je multiorganizačné úsilie financované programom DOE Carbon Storage and Upstream Oil and Gas Program s tromi oblasťami zamerania: vizualizácia v reálnom čase, virtuálne učenie a prognózovanie.

Môžete sa podeliť o niektoré z výziev, pokiaľ ide o AI a ML vo verejnom sektore?

Pamela Isom: Vlastníctvo AI je výzvou, na ktorej pracujeme. Množstvo údajov predstavuje čoraz väčšiu potrebu, aby AI navigovala a predpovedala s presnosťou. Štandardy anotácie údajov pre vertikály, napr. energia, nie sú ľahko dostupné. Existuje príležitosť vyvinúť strojové učenie pred aplikáciou pokročilejšieho učenia bez dozoru na riešenie kritických prípadov použitia. Existuje tiež významná príležitosť rozšíriť riadenie talentov AI mimo katedry. Ako sme to urobili v prípade kybernetiky, musíme sa viac zamerať na vedu o údajoch a rast AI pre národ, v tejto veci nemáme na výber.

Ako vo vašej agentúre spolupracujú analytika, automatizácia a AI?

Pamela Isom: Aj keď môže byť analytika východiskovým alebo vstupným bodom pre AI, používame všetky tri (analytiku, automatizáciu a AI), aby sme poskytli čo najväčší vplyv zodpovedných odporúčaní a dôveryhodného rozhodovania. Existujú príležitosti na zlepšenie niektorých základov, aby operácie AI (AIOps) posunuli koncepty DevSecOps s integrovanými zárukami AI, a prostredníctvom schopností (analytika, automatizácia a AI) existujú významné príležitosti na zlepšenie spolupráce medzi agentúrami pri zdieľanom rozhodovaní. Priznám sa, že dnes vidím viac tej súdržnosti, ale príležitosti zostávajú.

Ako sa orientujete v otázkach ochrany súkromia, dôvery a bezpečnosti v súvislosti s používaním AI?

Pamela Isom: Toto sú kritické prvky príručky riadenia rizík AI (AIRMP), ktorá bola vydaná interne v roku 2021. AIRMP vedie zainteresované strany otázkami ochrany súkromia, dôvery a bezpečnosti (z pohľadu protivníka) a informuje používateľov o potenciálnych zraniteľnostiach, ktoré prináša AI. Chceme, aby ostatní, vrátane Národného inštitútu pre štandardy a technológie (NIST), mali z tohto úsilia prospech a prispeli k nemu.

Čo robíte pre rozvoj pracovnej sily pripravenej na AI?

Pamela Isom: Spolupracujeme s národnými laboratóriami a učíme AI zainteresovaných strán DOE dvakrát ročne. V roku 2022 chceme posunúť školenie na inú úroveň, ako už bolo spomenuté, úvodom do imerzívneho učenia. 

Mám osobný cieľ pomôcť komunitám, ktoré sú ovplyvnené automatizačnými aspektmi AI. Jednou z oblastí záujmu sú pracovné miesta, na ktoré sa zameriava aj minister energetiky a administratívy. Potrebujeme, aby si občania udržali a rástli v zamestnaní, nie aby ich stratili kvôli pokrokom v AI. Pracovníci musia vedieť, ako napríklad pracovať v tandeme s robotmi, a ako rozšíriť aspekty vysvetliteľnosti AI, aby boli závery overené a správne komunikované. Táto schopnosť je v súlade s mäkšími, ale kritickými zručnosťami, ktoré podporujú dôveru spotrebiteľov a zároveň vytvárajú jedinečné príležitosti na rozvoj zručností. Napríklad učitelia škôl by mali byť zapojení do algoritmického školenia a prinajmenšom do testovania, aby pomohli pri vytváraní spravodlivých a nezaujatých výstupov. Potrebujú uistenie, že závery AI nebudú mať nepriaznivý vplyv na správanie študentov a neohrozia životy pri adopcii. Vysvetliteľná AI je v tomto smere sľubná. Tieto príklady predstavujú zlomok potenciálu rozvoja zručností a talentu, ktorý by mohol zachrániť životy.

Na aké technológie AI sa v najbližších rokoch najviac tešíte?

Pamela Isom: Som nadšený z roku 2022 a dopredu naklonených aktivít, ktoré sa objavujú v porovnaní s ďalšou generáciou AI. Veľmi sa teším na pokroky v AI, takže spoliehanie sa na dáta nie je také hlboké a AI skôr sama zistí, aké dáta potrebuje na riešenie problémov. Spolieham sa na nástroje a technológie, ktoré poskytujú vysvetlenia riešení a zdôvodnenie predpovedí. Ministerstvo preberá silnejšiu vedúcu úlohu v oblasti AI zlepšením koordinácie stratégie, plánovania a implementácie programov. Národné laboratóriá a iniciatíva inkubátora AI, ktorú sponzoruje Lawrence Livermore, sú jedným z mnohých príkladov umožňovania inovácií, ktoré sa dejú. Pokiaľ ide o znižovanie rizika, chceme zabezpečiť, aby umelá inteligencia nespôsobovala energetickú neefektívnosť a neefektívnosť zdrojov, ktoré by mohli brániť úsiliu o dekarbonizáciu, a sme nadšení z poskytovania zodpovednej, etickej umelej inteligencie pre dobro misie, národa a najmä nášho deti. 

Pamela Isom sa predstaví na podujatí AI vo vláde vo februári 2021, kde sa bude venovať tomu, ako DOE maximalizuje vplyvy AI prostredníctvom strategickej koordinácie, plánovania a excelentných služieb zákazníkom vrátane riešenia etiky AI, princípov AI a najdôležitejších príručiek riadenia rizík AI. .