איך משרד האנרגיה האמריקאי משנה את הבינה המלאכותית

משרד האנרגיה של ארה"ב (DOE) התבלט מזה זמן רב כאחת הסוכנויות הפדרליות בארה"ב המתמקדות ביותר במדע, טכנולוגיה וחדשנות. אין זה אמור להפתיע אם כך שה-DOE ממשיך להשקיע בטכנולוגיה טרנספורמטיבית כמו בינה מלאכותית ולמידת מכונה. 

ה-DOE הקים את משרד הבינה המלאכותית והטכנולוגיה (AITO) כדי לעזור להפוך את ה-DOE למיזם בינה מלאכותית (AI) מובילה בעולם על ידי האצת המחקר, הפיתוח, האספקה ​​והאימוץ של AI. פמלה איזום, המנהלת החדשה של AITO, תציג באירוע AI בממשל בפברואר 2021 כדי לשתף כיצד הם ממקסמים את ההשפעות של AI באמצעות תיאום אסטרטגי, תכנון ומצוינות בשירות לקוחות. במאמר הראיון הזה, גברת איזום מפרטת יותר כיצד ה-DOE ממנפת נתונים וטכנולוגיות טרנספורמטיביות כדי לעזור לקדם את משימות הליבה של הסוכנות.

מהן הדרכים החדשניות שבהן אתה ממנף נתונים ובינה מלאכותית כדי להועיל לסוכנות שלך?

פמלה איזום: האחריות של תיאום יוזמות בינה מלאכותיות רוחביות ותכנון אסטרטגי של תוצאות בינה מלאכותית במחלקה היא קריטית לאבטחת התשתית שלנו ולמקסם את ההשפעות על המשימה. בשנת 2022, הצוות שלי מתמקד בממשל חדשני של בינה מלאכותית, שבה בינה מלאכותית אחראית ומהימנה כסטנדרט. אנו זקוקים ליותר אינטגרציה ממוקדת אנושית במחזור החיים של בינה מלאכותית ולקטלוג מאוחד של אלגוריתמים ומערכי נתונים כדי שיהיה קל יותר לעקוב אחר ההשפעות של השקעות ה-AI שלנו, שאותן אנו רודפים. 

ספר ניהול הסיכונים של בינה מלאכותית (AIRMP) הוא חידוש יישומי שאנו צופים לפרוס לציבור אם הכל ילך לפי התוכנית בשנת 2023. AIRMP לוכדת תרחישי סיכונים ומספקת הנחיות מרשם להפחתת הסיכונים הללו כך שהחלטות בינה מלאכותית יהיו אחראיות ומהימנות. ספר המשחקים אפילו לוקח בחשבון הפחתות הרלוונטיות למכשירי קצה כמו מערכות בלתי מאוישות ומכשירים אישיים. מערכות בינה מלאכותית של Edge מאפשרות לצוותים, כמו מגיבי החירום שלנו, לפעול במהירות על נתונים בדיוק היכן שהם נלכדים. עם זאת, ישנם איומים ופגיעויות יריבות בהן AIRMP תומכת. 

אם כבר מדברים על חדשנות, צוות הבינה המלאכותית פתח את שנת 2022 עם מפגש קבוצת מיקוד בתעשייה על התכנסות של AI וטכנולוגיות סוחפות, תוך תשומת לב רבה להתכנסות של AI ומציאות מורחבת (XR) בגלל הצמיחה המשמעותית במרחב הזה עכשיו ובעתיד. חוויות סוחפות חשובות לאימון ומודלים מדויקים של מצבים קריטיים כמו תרחישי רכב אוטונומיים שבהם לפעמים נתונים סינתטיים בטוחים יותר ולא פולשניים כמו נתונים בזמן אמת. בשיתוף עם משרדי תוכנית אחרים, הצוות שלי שואף להשתמש בבינה מלאכותית ובמציאות מעורבת כדי לבסס תכנית לימודים להכשרת בינה מלאכותית לכוח העבודה ולניהול כישרונות בקהילות.

איך אתה בכלל ממנף את האוטומציה כדי לעזור במסע שלך ל- AI?

פמלה איזום: אנו מיישמים אוטומציה בתהליכים עסקיים מרכזיים. יזמנו פיילוט לייעול עיבוד הלוואות ולענות על כמה שאלות מפתח שלקוחות שואלים בדרך כלל כדי שמעבדים יוכלו להתמקד במשימות אסטרטגיות יותר. אנו מיישמים גם בינה מלאכותית של שיחה וגם אוטומציה של תהליכים רובוטיים כדי לטפל במשימות תפעוליות. אנו מנצלים את היכולות שהן מחוץ לקופסה בסביבות ענן כנקודת כניסה לפלטפורמות וטכנולוגיות אוטומציה, אך אנו גם ידועים במחשבי העל שלנו שאנו משתמשים בהם לעומסי העבודה המורכבים ביותר והיכן שזה הגיוני. חלק מבעלי העניין מעדיפים מוצרי מדף מסחריים, אך בהתחשב בהתקדמות בתחום מדעי הנתונים, אנו מוצאים כי היברידית היא הגישה המתאימה ביותר למתן מענה לצרכים שלנו בשלב זה. 

כיצד אתה מזהה באיזה אזורים / בעיות אתה צריך להתחיל לפרויקטים של אוטומציה וטכנולוגיה קוגניטיבית? 

פמלה איזום: שני ביטויים עולים בראש. בראש ובראשונה זה 'להתמקד במשימה' והשני הוא 'להקשיב'. יישום החידושים להשגת המשימה הוא הכרחי. לדוגמה, ניתן למנף אלגוריתמים של בינה מלאכותית כדי להבטיח שהעברת רשתות גמישות וכך חשבונאות אנרגיה נקייה מיושמים בצורה הוגנת בין קהילות. אנו עורכים מחקר, פיתוח, הדגמות בינה מלאכותית ומתרגלים שימוש חוזר וביקורות כדי למקסם את היעילות של פתרונות בינה מלאכותית כאלה. אנו מקשיבים לצרכים, לרצונות וגם לנקודות הכאב של בעלי העניין. אנו מנהלים מלאי של השקעות בינה מלאכותית שאנו בודקים ומעדכנים לפחות מדי שנה באמצעות מערכת הבינה המלאכותית שלנו (AIX). מפגשי התמקדות עם התעשייה והאקדמיה כדי לשמוע נקודות מבט אינדיבידואליות נערכים כדי להחליף דעות וללכוד תובנות בתעשייה על נושאי AI ממוקדים. למעשה, אנו מעריכים את המצב הנוכחי והמטרה, מזהים פערים ובאמצעות אסטרטגיית הבינה המלאכותית שלנו, מתעדפים, מתזמרים ומשתתפים בהגשת תוכניות שמצעידות אותנו קדימה עם פרויקטים של אוטומציה וטכנולוגיה קוגניטיבית.

מהן כמה מההזדמנויות הייחודיות שיש למגזר הציבורי בכל הנוגע לנתונים ול- AI?

פמלה איזום: שותפויות אסטרטגיות עם המגזר הפרטי, האקדמיה וצוותים בינלאומיים מהוות הזדמנויות מצוינות עבור המגזר הציבורי. לסוכנויות יש הזדמנות לצאת מהחזית וליצור תקנות בינה מלאכותית לפיתוח נכסים, שיתוף ונוהלי פרטיות מודרניים. חקיקה כמו שיפור אבטחת הסייבר של המדינה ושינוי חוויית הלקוחות הפדרלית ואספקת השירות כדי לבנות מחדש אמון בממשלה, כולן מסתמכות על פתרונות אתיים, אחראיים ומהימנים כמו בינה מלאכותית המכבדים את זכויות האזרח והחירויות שלנו. יחד, באמצעות שותפויות אסטרטגיות, נוכל לחקור ולגלות את התרחישים המגוונים ביותר ולהרכיב פתרונות המגנים על הנתונים תוך מתן גישה רחבה יותר. חייבת להיות פלטפורמה לאומית למחקר ושיתוף פעולה, וזו הסיבה שכוח המשימה הלאומי למחקר בינה מלאכותית, שהצוות שלי חבר בו, הוא כל כך חשוב. המגזר הציבורי לא יכול לעמוד בדרישות הרגולטוריות לבדו - הוא דורש תעשייה, אקדמיה וגם שיתוף פעולה בינלאומי.

מהם מקרי השימוש שתוכל לשתף כאשר יישמת AI בהצלחה?

פמלה איזום: באופן ספציפי, צוות הבינה המלאכותית מיישם ניתוח טקסט למידת מכונה ואשכולות יחד עם התקדמות עיבוד שפה טבעית כדי לסייע בניתוח אסטרטגי של פרויקט הבינה המלאכותית של המחלקה ומלאי מקרי שימוש. מקרי השימוש נעים בין הדור הבא של מחקר שיטות AI המודע לתחום לחיזוק הביטחון הלאומי שלנו ועד לפרויקטים של אנרגיה נקייה המזהים חומרים שיש להשתמש בהם כדי להתמודד עם משבר האקלים. אנו יכולים לזהות נושאים בהתבסס על נתוני מלאי וליישר את בעלי העניין מכל המחלקה עם סינרגיות משותפות, כך שנמקסם את יתרונות הגודל, צמצם בזבוז, מודיע ומניע יותר פעילויות בינה מלאכותית רוחבית. אנו מפתחים ללא הרף את נתוני המלאי שלנו והיום אנו יכולים לזהות היכן נמצאות ההשקעות בבינה מלאכותית והאם קיימות הזדמנויות לשיפור חוויות הלקוחות. ללא בינה מלאכותית יישומית, בעלי העניין בצוות ובמחלקה שלי יצטרכו לסנן כמויות עצומות של נתונים, וזה יהיה כמעט בלתי אפשרי להסיק מסקנות של תיקי בינה מלאכותית בזמן שהן הכרחיות לקבלת החלטות אסטרטגיות. 

תוך כדי מעקב אחר המשימה, המחקר שלנו בתחום התת-קרקעי הוא מעמיק לקראת לכידה ואחסון פחמן. יוזמת למידת מכונה המבוססת על המדע להאצת החלטות בזמן אמת ביישומים תת-קרקעיים (SMART). זה משנה את האינטראקציות שלנו בתוך התת-קרקע והבנתן, ומשפר משמעותית את היעילות והאפקטיביות של אחסון פחמן בקנה מידה שדה ופעולות נפט וגז לא קונבנציונליות. SMART הוא מאמץ רב ארגוני הממומן על ידי תוכנית אחסון הפחמן ותוכנית הנפט והגז במעלה הזרם של DOE עם שלושה תחומי מיקוד של הדמיה בזמן אמת, למידה וירטואלית וחיזוי.

האם תוכל לשתף כמה מהאתגרים בכל הנוגע ל- AI ו- ML במגזר הציבורי?

פמלה איזום: בעלות על ה-AI היא אתגר שאנחנו עובדים עליו. שפע הנתונים מציג צורך הולך וגובר של AI לנווט ולחזות בדייקנות. תקני הערות נתונים עבור האנכיים, למשל, אנרגיה אינה נגישה בקלות. יש הזדמנות לפתח למידת מכונה לפני יישום למידה מתקדמת יותר ללא פיקוח כדי לטפל במקרים של שימוש קריטי למשימה. יש גם הזדמנות משמעותית להרחיב את ניהול הכישרונות בינה מלאכותית מחוץ למחלקה. כפי שעשינו עם הסייבר, צריך להתמקד יותר במדעי הנתונים ובצמיחת בינה מלאכותית עבור המדינה, אין לנו ברירה בעניין.

כיצד ניתוח, אוטומציה ו- AI פועלים יחד בסוכנות שלך?

פמלה איזום: אמנם ניתוח עשוי להיות נקודת התחלה או נקודת כניסה עבור AI, אך אנו מיישמים את שלושתם (ניתוח, אוטומציה ו-AI) כדי לספק את ההשפעות הגדולות ביותר של המלצות אחראיות וקבלת החלטות אמינה. יש הזדמנויות לשפר כמה יסודות כך שתפעול בינה מלאכותית (AIOps) מקדמת מושגי DevSecOps עם הבטחות AI משולבות, ובאמצעות היכולות (ניתוח, אוטומציה ובינה מלאכותית) יש הזדמנויות משמעותיות לשפר את שיתוף הפעולה בין סוכנויות לקבלת החלטות משותפות. אני מודה שאני רואה יותר את הלכידות הזו היום, אבל נותרו הזדמנויות.

כיצד אתה מנווט את חששות הפרטיות, האמון והאבטחה בנוגע לשימוש ב- AI?

פמלה איזום: אלו הם מרכיבים קריטיים של ספר ניהול הסיכונים של AI (AIRMP) ששוחרר באופן פנימי בשנת 2021. AIRMP מנחה את בעלי העניין דרך ענייני פרטיות, אמון ואבטחה (מנקודת מבט אדוורסרית) ומודיעה למשתמשים על נקודות תורפה פוטנציאליות שהוצגו עם AI. אנחנו רוצים שאחרים, כולל המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) ייהנו ויתרום למאמץ הזה.

מה אתה עושה כדי לפתח כוח עבודה מוכן לבינה מלאכותית?

פמלה איזום: אנו משתפים פעולה עם המעבדות הלאומיות ומלמדים בינה מלאכותית לבעלי עניין ב-DOE פעמיים בשנה. בשנת 2022 אנו רוצים לקחת את ההכשרה לרמה נוספת עם, כאמור, מבוא ללמידה סוחפת. 

יש לי מטרה אישית לעזור לקהילות המושפעות מהיבטי האוטומציה של AI. תחום דאגה אחד הוא משרות שהוא גם מוקד של שר האנרגיה והמינהל. אנחנו צריכים שאזרחים יתקיימו ויצמחו בעבודה שלהם, לא יאבדו אותם בגלל התקדמות בינה מלאכותית. עובדים צריכים לדעת איך לעבוד במקביל לרובוטים, למשל, וכיצד להגביר את היבטי ההסבר של AI כך שמסקנות יאומתו ויועברו כראוי. יכולת זו היא בקנה אחד עם המיומנויות הרכות אך הקריטיות יותר המאפשרות את אמון הצרכנים תוך יצירת הזדמנויות ייחודיות לפיתוח מיומנויות. מורים בבית ספר, למשל, צריכים להיכלל בהכשרה אלגוריתמית ולכל הפחות, בדיקות כדי לסייע ביצירת תפוקות הוגנת ובלתי מוטות. הם זקוקים להבטחות שהסקת AI לא ישפיעו לרעה על התנהגויות תלמידים או יסכנו חיים עם אימוץ. AI בר-הסבר מבטיח מבחינה זו. דוגמאות אלו מייצגות חלק קטן מהיכולות והפוטנציאל לפיתוח כישרונות שיכולים להציל חיים.

לאילו טכנולוגיות AI אתה הכי מצפה בשנים הקרובות?

פמלה איזום: אני נרגש משנת 2022 ומהפעילויות הנטויות קדימה שצפות ביחס לדור הבא של הבינה המלאכותית. אני מאוד מצפה להתקדמות ב-AI כך שההסתמכות על נתונים לא תהיה כה עמוקה, וליתר דיוק, בינה מלאכותית תגלה אילו נתונים היא צריכה בעצמה כדי לטפל בבעיות. אני נשען על כלים וטכנולוגיות המספקים הסברים על פתרונות והרציונל מאחורי התחזיות. המחלקה לוקחת תפקיד מנהיגותי חזק יותר ב-AI על ידי שיפור התיאום של האסטרטגיה, התכנון והיישום של תוכניות. המעבדות הלאומיות ויוזמת חממת הבינה המלאכותית, בחסות לורנס ליברמור היא אחת מדוגמאות רבות לאפשרות חדשנות שמתרחשת. בכל הנוגע להפחתת סיכונים, אנו רוצים להבטיח שבינה מלאכותית לא תציג חוסר יעילות של אנרגיה ומשאבים שיכולים להתמודד עם מאמצי שחרור הפחמן ואנו נלהבים לספק AI אחראי, אתי לטובת המשימה, האומה, ובפרט שלנו יְלָדִים. 

פמלה איזום, תציג באירוע AI בממשל בפברואר 2021, שבו היא תעסוק כיצד ה-DOE ממקסם את ההשפעות של בינה מלאכותית באמצעות תיאום אסטרטגי, תכנון ומצוינות בשירות לקוחות, כולל התייחסות לאתיקה של בינה מלאכותית, עקרונות בינה מלאכותית ומדגישי ניהול סיכונים בינה מלאכותית. .