Cómo el Departamento de Energía de EE. UU. está transformando la IA

El Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) se ha destacado durante mucho tiempo como una de las agencias federales de EE. UU. más centradas en la ciencia, la tecnología y la innovación. Entonces, no debería sorprender que el DOE continúe invirtiendo en tecnología transformadora, como la inteligencia artificial y el aprendizaje automático. 

El DOE estableció la oficina de Inteligencia Artificial y Tecnología (AITO) para ayudar a transformar el DOE en una empresa de Inteligencia Artificial (IA) líder en el mundo al acelerar la investigación, el desarrollo, la entrega y la adopción de la IA. Pamela Isom, la nueva directora de AITO, se presentará en el evento AI in Government de febrero de 2021 para compartir cómo están maximizando los impactos de AI a través de la coordinación estratégica, la planificación y la excelencia en el servicio al cliente. En este artículo de la entrevista, la Sra. Isom entra en mayor detalle sobre cómo el DOE está aprovechando los datos y las tecnologías transformadoras para ayudar a avanzar en las misiones principales de la agencia.

¿Cuáles son algunas formas innovadoras en las que está aprovechando los datos y la inteligencia artificial para beneficiar a su agencia?

Pamela Isom: La responsabilidad de coordinar iniciativas transversales de IA y planificar estratégicamente los resultados de IA en todo el departamento son fundamentales para proteger nuestra infraestructura y maximizar los impactos de la misión. En 2022, mi equipo se centra en la gobernanza innovadora de la IA, donde la IA responsable y confiable da como resultado el estándar. Necesitamos una mayor integración centrada en el ser humano en el ciclo de vida de la IA y un catálogo federado de algoritmos y conjuntos de datos para que sea más fácil rastrear los impactos de nuestras inversiones en IA, que estamos buscando. 

El libro de jugadas de gestión de riesgos de IA (AIRMP) es una innovación aplicada que anticipamos implementar al público si todo va según lo planeado en 2023. AIRMP captura escenarios de riesgo y proporciona orientación prescriptiva para mitigar esos riesgos para que las decisiones de IA sean responsables y confiables. El libro de jugadas incluso tiene en cuenta las mitigaciones que son relevantes para los dispositivos perimetrales, como los sistemas no tripulados y los dispositivos personales. Los sistemas Edge AI permiten que los equipos, como nuestro personal de respuesta a emergencias, actúen rápidamente sobre los datos justo donde se capturan. Sin embargo, existen amenazas adversas y vulnerabilidades compatibles con AIRMP. 

Hablando de innovación, el equipo de IA inició el año 2022 con una sesión de grupo de enfoque de la industria sobre la convergencia de la IA y las tecnologías inmersivas, prestando mucha atención a la convergencia de la IA y la realidad extendida (XR) debido al crecimiento significativo en este espacio ahora. y en el futuro Las experiencias inmersivas son valiosas para el entrenamiento y el modelado de precisión de situaciones críticas, como escenarios de vehículos autónomos donde, a veces, los datos sintéticos son más seguros y no tan invasivos como los datos en tiempo real. En asociación con otras oficinas de programas, mi equipo busca el uso de IA y realidad mixta para establecer un plan de estudios de capacitación en IA para la fuerza laboral y para la gestión del talento en las comunidades.

¿Cómo está aprovechando la automatización para ayudarlo en su viaje hacia la IA?

Pamela Isom: Aplicamos la automatización en los procesos clave del negocio. Iniciamos un programa piloto para agilizar el procesamiento de préstamos y responder algunas preguntas clave que los clientes suelen hacer para que los procesadores puedan concentrarse en asignaciones más estratégicas. Estamos aplicando la IA conversacional y la automatización de procesos robóticos para abordar las tareas operativas. Estamos aprovechando las capacidades que están listas para usar en entornos de nube como un punto de entrada para plataformas y tecnologías de automatización, pero también somos conocidos por nuestras supercomputadoras que utilizamos para las cargas de trabajo más complejas y donde tiene sentido. Algunas partes interesadas prefieren productos comerciales listos para usar, pero dados los avances en la ciencia de datos, encontramos que el híbrido es el enfoque más adecuado para abordar nuestras necesidades en este momento. 

¿Cómo identifica con qué áreas problemáticas comenzar para sus proyectos de tecnología cognitiva y de automatización? 

Pamela Isom: Me vienen a la mente dos expresiones. Lo primero y más importante es 'centrarse en la misión' y lo segundo es 'escuchar'. La aplicación de innovaciones para el logro de la misión es un imperativo. Por ejemplo, los algoritmos de IA podrían aprovecharse para garantizar que las transmisiones de la red sean resistentes y que la contabilidad de energía limpia se aplique de manera justa en todas las comunidades. Llevamos a cabo investigación, desarrollo, demostraciones y prácticas de reutilización y auditorías de IA para maximizar la eficiencia de tales soluciones de IA. Escuchamos las necesidades, los deseos y los puntos débiles de las partes interesadas. Mantenemos un inventario de inversiones en IA que revisamos y actualizamos al menos una vez al año a través de nuestro sistema de intercambio de inteligencia artificial (AIX). Se llevan a cabo sesiones de enfoque con la industria y la academia para escuchar las perspectivas individuales para intercambiar opiniones y capturar información de la industria sobre temas específicos de IA. En esencia, evaluamos el estado actual y objetivo, identificamos brechas y, a través de nuestra estrategia de IA, priorizamos, organizamos y participamos en la entrega de programas que nos hacen avanzar con proyectos de automatización y tecnología cognitiva.

¿Cuáles son algunas de las oportunidades únicas que tiene el sector público cuando se trata de datos e inteligencia artificial?

Pamela Isom: Las alianzas estratégicas con el sector privado, la academia y los equipos internacionales son grandes oportunidades para el sector público. Las agencias tienen la oportunidad de salir al frente y crear regulaciones de IA para el desarrollo de activos, el intercambio y las prácticas de privacidad modernas. Legislación como mejorar la seguridad cibernética de la nación y Transformar la experiencia del cliente federal y la prestación de servicios para reconstruir la confianza en el gobierno cuentan con soluciones éticas, responsables y confiables como AI que respetan nuestros derechos y libertades civiles. Juntos, a través de asociaciones estratégicas, podemos investigar y descubrir los escenarios más diversos y crear soluciones que protejan los datos y permitan un acceso más amplio. Tiene que haber una plataforma nacional para la investigación y la colaboración, y es por eso que el Grupo de Trabajo Nacional de Recursos de Investigación de IA, del cual mi equipo es miembro, es tan importante. El sector público no puede cumplir con los requisitos reglamentarios por sí solo: requiere la industria, la academia y la colaboración internacional.

¿Cuáles son algunos casos de uso que puede compartir en los que ha aplicado con éxito la IA?

Pamela Isom: Específicamente, el equipo de IA aplica el análisis de texto de aprendizaje automático y la agrupación junto con los avances en el procesamiento del lenguaje natural para ayudar con el análisis estratégico del proyecto de IA del Departamento y el inventario de casos de uso. Los casos de uso van desde la investigación de métodos de inteligencia artificial consciente de dominio de próxima generación para fortalecer nuestra seguridad nacional hasta proyectos de energía limpia que identifican materiales que deben utilizarse para abordar la crisis climática. Podemos identificar temas en función de los datos inventariados y alinear a las partes interesadas de todo el departamento con sinergias comunes para maximizar las economías de escala, reducir el desperdicio, informar e impulsar más actividades transversales de IA. Evolucionamos continuamente nuestros datos de inventario y hoy podemos identificar dónde están las inversiones en IA y si existen oportunidades para mejorar las experiencias de los clientes. Sin la IA aplicada, las partes interesadas de mi equipo y departamento tendrían que analizar grandes cantidades de datos, y sería casi imposible extraer inferencias oportunas de la cartera de IA que son necesarias para la toma de decisiones estratégicas. 

Manteniendo un ojo en la misión, nuestra investigación en el área del subsuelo es profunda hacia la captura y el almacenamiento de carbono. La iniciativa de aprendizaje automático informado por la ciencia para acelerar las decisiones en tiempo real en aplicaciones del subsuelo (SMART). Esto está transformando nuestras interacciones dentro y la comprensión del subsuelo, y está mejorando significativamente la eficiencia y la eficacia del almacenamiento de carbono a escala de campo y las operaciones de petróleo y gas no convencionales. SMART es un esfuerzo de múltiples organizaciones financiado por el Programa de almacenamiento de carbono y exploración y producción de petróleo y gas del DOE con tres áreas de enfoque de visualización en tiempo real, aprendizaje virtual y pronóstico.

¿Puede compartir algunos de los desafíos en lo que respecta a la inteligencia artificial y el aprendizaje automático en el sector público?

Pamela Isom: La propiedad de la IA es un desafío en el que estamos trabajando. La plétora de datos presenta una necesidad cada vez mayor de que la IA navegue y prediga con precisión. Los estándares de anotación de datos para las verticales, por ejemplo, la energía no es fácilmente accesible. Existe la oportunidad de evolucionar el aprendizaje automático antes de aplicar un aprendizaje no supervisado más avanzado para abordar casos de uso de misión crítica. También existe una gran oportunidad para extender la gestión del talento de IA fuera del Departamento. Como hicimos con la cibernética, debe haber más enfoque en la ciencia de datos y el crecimiento de la IA para la nación, no tenemos otra opción al respecto.

¿Cómo funcionan la analítica, la automatización y la IA en conjunto en su agencia?

Pamela Isom: Si bien el análisis puede ser un punto de partida o de entrada para la IA, aplicamos los tres (análisis, automatización e IA) para proporcionar los mayores impactos de recomendaciones responsables y toma de decisiones creíble. Hay oportunidades para mejorar algunos fundamentos para que las operaciones de IA (AIOps) promuevan los conceptos de DevSecOps con garantías de IA integradas, y a través de las capacidades (análisis, automatización e IA) existen oportunidades significativas para mejorar la colaboración entre agencias para la toma de decisiones compartida. Admito que hoy veo más de esa cohesión, pero quedan oportunidades.

¿Cómo está manejando las preocupaciones de privacidad, confianza y seguridad en torno al uso de la IA?

Pamela Isom: Estos son elementos críticos del libro de jugadas de gestión de riesgos de IA (AIRMP) que se publicó internamente en 2021. AIRMP guía a las partes interesadas a través de asuntos de privacidad, confianza y seguridad (desde una perspectiva contradictoria) e informa a los usuarios sobre las posibles vulnerabilidades introducidas con IA. Queremos que otros, incluido el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), se beneficien y contribuyan a este esfuerzo.

¿Qué está haciendo para desarrollar una fuerza laboral preparada para la IA?

Pamela Isom: Nos asociamos con los laboratorios nacionales y enseñamos IA a las partes interesadas del DOE dos veces al año. En 2022 queremos llevar la capacitación a otro nivel con, como se mencionó, la introducción al aprendizaje inmersivo. 

Tengo el objetivo personal de ayudar a las comunidades que se ven afectadas por los aspectos de automatización de la IA. Un área de preocupación son los empleos, que también es un enfoque de la Secretaría de Energía y la Administración. Necesitamos que los ciudadanos mantengan y crezcan en sus trabajos, no los pierdan debido a los avances de la IA. Los trabajadores necesitan saber cómo trabajar en conjunto con robots, por ejemplo, y cómo aumentar los aspectos de explicabilidad de la IA para que las inferencias se validen y comuniquen correctamente. Esta capacidad está en la línea de las habilidades más suaves pero críticas que facilitan la confianza del consumidor mientras crean oportunidades únicas para el desarrollo de habilidades. Los maestros de escuela, por ejemplo, deben ser incluidos en la capacitación algorítmica y, como mínimo, en las pruebas para ayudar en la generación de resultados justos e imparciales. Necesitan garantías de que las inferencias de IA no afectarán negativamente el comportamiento de los estudiantes ni pondrán vidas en riesgo al momento de la adopción. La IA explicable es prometedora en este sentido. Estos ejemplos representan una fracción del potencial de desarrollo de habilidades y talentos que podría salvar vidas.

¿Qué tecnologías de inteligencia artificial es lo que más espera en los próximos años?

Pamela Isom: Estoy entusiasmado con el 2022 y las actividades de avance que están surgiendo en relación con la IA de próxima generación. Espero con ansias los avances en IA para que la dependencia de los datos no sea tan profunda y, más bien, la IA descubra qué datos necesita por sí misma para abordar los problemas. Me estoy apoyando en herramientas y tecnologías que brindan explicaciones de soluciones y la lógica detrás de las predicciones. El Departamento está asumiendo un papel de liderazgo más fuerte en AI al mejorar la coordinación de la estrategia, la planificación y la implementación de programas. Los laboratorios nacionales y la iniciativa de la incubadora de IA, patrocinada por Lawrence Livermore, es uno de los muchos ejemplos de habilitación de la innovación que está ocurriendo. Cuando se trata de la mitigación de riesgos, queremos asegurarnos de que la IA no introduzca ineficiencias energéticas y de recursos que puedan contrarrestar los esfuerzos de descarbonización y nos apasiona ofrecer una IA responsable y ética por el bien de la misión, la nación y, en particular, nuestra niños. 

Pamela Isom, se presentará en el evento AI in Government de febrero de 2021, donde abordará cómo el DOE está maximizando los impactos de la IA a través de la coordinación estratégica, la planificación y la excelencia en el servicio al cliente, incluido el abordaje de la ética de la IA, los principios de la IA y los puntos destacados del manual de gestión de riesgos de la IA. .