Dengan hibah federal $ 20 juta baru, Washington State University akan memimpin lembaga penelitian multi-lembaga untuk mengembangkan solusi kecerdasan buatan (AI) untuk mengatasi beberapa tantangan terbesar pertanian yang terkait dengan tenaga kerja, air, cuaca, dan perubahan iklim.
Lembaga baru ini adalah salah satu dari 11 yang diluncurkan oleh National Science Foundation dan di antara dua yang didanai oleh Departemen Pertanian AS-Institut Pangan dan Pertanian Nasional pada tahun 2021. Ini disebut Institut AgAID, yang merupakan kependekan dari USDA-NIFA Institute for Agricultural AI for Transforming Workforce and Decision Support.
Sementara pengembangan AI tradisional melibatkan ilmuwan yang membuat alat dan mengirimkannya ke pengguna akhir, Institut AgAID akan melibatkan orang-orang yang akan menggunakan solusi AI – mulai dari petani dan pekerja hingga pembuat kebijakan—dalam pengembangannya, kata Ananth Kalyanaraman, ilmu komputer WSU profesor dan peneliti utama utama untuk Institut.
“Manusia adalah bagian dari ekosistem pertanian. Bukan hanya tanaman yang tumbuh. Manusia memanipulasi tanaman setiap hari dan membuat keputusan yang rumit, seperti bagaimana mengalokasikan air atau mengurangi efek badai yang datang,” kata Kalyanaraman, yang juga menjabat sebagai Ketua Boeing di Sekolah Teknik Elektro dan Ilmu Komputer WSU. “Kami bertujuan untuk bermitra dengan pengetahuan manusia dengan alat AI dengan cara yang memperkuat hasil akhir di mana keseluruhan lebih besar daripada jumlah bagian-bagiannya.”
Institut AgAID akan menjadi upaya kolaboratif multi-disiplin yang melibatkan fakultas dan ilmuwan dengan keahlian di berbagai bidang dalam ilmu komputer, pertanian, dan penjangkauan pertanian.
Selain WSU, anggota Institut termasuk Universitas Negeri Oregon; Universitas California, Merced; Universitas Virginia; Universitas Carnegie Mellon; Universitas Warisan; Perguruan Tinggi Lembah Wenatchee; dan Universitas Negeri Kansas. Mitra sektor swasta termasuk IBM Research dan perusahaan rintisan inovasi8.ag.
Institut AgAID akan mengambil pendekatan “adopsi-adat-amplifikasi”, kata Kalyanaraman. Ini berarti pertama-tama Institut akan merancang solusi AI dalam kemitraan dengan orang-orang yang menggunakan alat tersebut, sehingga praktis dan lebih mungkin untuk diadopsi. Para peneliti juga akan bekerja untuk membuat solusi yang dapat beradaptasi dengan lingkungan yang berubah dan yang memperkuat produktivitas dengan menggabungkan keterampilan manusia dan kemampuan mesin agar lebih efektif daripada sendirian. Misalnya, memangkas pohon adalah tugas yang sangat terampil, tetapi pekerja tingkat pemula dapat memanfaatkan alat AI yang memberikan panduan ahli untuk membantu memutuskan cabang mana yang terbaik untuk dipangkas. Tugas dilakukan dengan lebih baik, dan pekerja mulai belajar dari umpan balik, dan dengan kekurangan tenaga terampil, AI dapat menguntungkan kebun dan pekerja, kata Kalyanaraman.
“Ini kemitraan. AI pada dasarnya dapat membantu kami menjembatani kesenjangan antara pekerja berketerampilan tinggi dan berketerampilan rendah,” katanya.
Mendidik tenaga kerja di semua tingkatan sangat penting bagi Institut AgAID tidak hanya untuk mendorong adopsi AI tetapi juga sebagai masalah kesetaraan, menurut para pemimpin Institut. Institut merencanakan beberapa program pendidikan dari K-12 melalui pendidikan tinggi dan pelatihan pekerja. Tujuannya adalah untuk meningkatkan tingkat keterampilan AI dan membuka jalur karir baru, yang dapat meningkatkan gaji dan kualitas hidup pekerja pertanian. Ini juga dapat menarik lebih banyak orang ke profesi pertanian dan komputasi.
Institut AgAID akan melakukan beberapa uji kasus menantang yang melibatkan tanaman khusus, banyak di antaranya tumbuh di Amerika Serikat Barat, seperti apel, ceri, mint, dan almond. Tanaman ini mencakup beberapa tantangan utama: mereka membutuhkan tenaga kerja intensif dan irigasi. Mereka juga rentan terhadap peristiwa cuaca dan perubahan iklim. Tanaman khusus menyumbang 87% dari tenaga kerja pertanian AS, dan sekitar 40% dari tanaman ini adalah tanaman tahunan, yang membutuhkan manajemen jangka panjang dan perencanaan sumber daya.
Tantangan sulit yang ditimbulkan oleh kasus-kasus ini berarti solusi Institut AgAID akan diuji secara ketat sebelum ditransfer ke daerah lain di negara ini, kata Kalyanaraman.
“Kami tahu bahwa AI memiliki potensi serius untuk membuat penemuan-penemuan inovatif dan mengubah kemampuan pengambilan keputusan kami dengan cara berdasarkan informasi data, tetapi teknologinya perlu dikembangkan dengan cara yang sangat hati-hati,” katanya.
Penghargaan ini merupakan bagian dari investasi signifikan oleh lembaga federal di negara bagian kepemimpinan AI Washington, kata Senator AS Maria Cantwell. Dua dari 11 lembaga yang didanai akan dipimpin oleh universitas di negara bagian: selain Institut AgAID yang dipimpin WSU, Universitas Washington akan memimpin Institut AI NSF untuk Sistem Dinamis.
“Negara bagian Washington sudah menjadi pemimpin dalam kecerdasan buatan,” kata Cantwell. “Dari Lab Kebijakan Teknologi Universitas Washington yang mempelajari tantangan besar seputar kecerdasan buatan hingga pekerjaan Universitas Negeri Washington dalam pertanian presisi, kami lebih dari siap untuk dua hibah ini untuk membantu kami memahami lebih banyak aplikasi kecerdasan buatan. UW akan bekerja di bidang sistem yang kompleks untuk meningkatkan bidang seperti manufaktur dan WSU akan bekerja pada perbaikan dalam pertanian.”
Rep. Cathy McMorris Rodgers juga menyatakan dukungannya untuk Institut AgAID yang baru.
“Washington State University telah lama menjadi pemimpin di bidang pertanian, inovasi, dan teknologi,” kata McMorris Rodgers. “Saya bangga menjadi bagian dari percakapan di KTT AI Pertanian universitas pada Oktober 2020 dan senang melihat bahwa WSU menerima penunjukan sebagai Institut USDA-NIFA untuk AI Pertanian untuk Transformasi Tenaga Kerja dan Dukungan Keputusan hari ini. Lembaga ini, juga dikenal sebagai AgAID, akan mengintegrasikan metode AI ke dalam operasi pertanian untuk prediksi, dukungan keputusan, dan pertanian berkemampuan robotika untuk mengatasi tantangan pertanian kompleks yang dihadapi Washington Timur dan negaranya. Saya berharap dapat melihat karya inovatif yang akan keluar dari Institut ini untuk mendukung industri pertanian negara kita.”
- Sara Zaske, Berita WSU
Rekan pasca-doktoral WSU Abhilash Chandel menjelaskan kepada tim Institut AgAID bagaimana teknologi penginderaan drone mengumpulkan data citra multispektral dan termal dari "pertanian pintar" di Kabupaten Yakima. Foto: WSU