Die University of California, Davis, hat im Rahmen einer multiinstitutionellen Zusammenarbeit 20 Millionen US-Dollar erhalten, um ein neues Institut zu gründen, das sich darauf konzentriert, das Ernährungssystem der nächsten Generation durch die Integration von Technologien der künstlichen Intelligenz oder KI zu ermöglichen.
Die Auszeichnung ist Teil einer größeren Investition, die am 26. August von der National Science Foundation (NSF) in Partnerschaft mit mehreren Bundesbehörden angekündigt wurde und insgesamt 140 Millionen US-Dollar zur Finanzierung von sieben ergänzenden KI-Forschungsinstituten im ganzen Land verteilt.
Das KI-Institut für Lebensmittelsysteme der nächsten Generation (AIFS) zielt darauf ab, den wachsenden Anforderungen in unserer Lebensmittelversorgung gerecht zu werden, indem die Effizienz mithilfe von KI und Bioinformatik gesteigert wird, die das gesamte System umfassen – vom Anbau bis zum Konsum. Dazu gehört die Optimierung von Pflanzenmerkmalen für Ertrag, Erntequalität und Krankheitsresistenz durch Fortschritte in der Molekularzüchtung sowie die Minimierung des Ressourcenverbrauchs und der Verschwendung durch die Entwicklung landwirtschaftsspezifischer KI-Anwendungen, Sensorplattformen und Robotik. Der Plan des Teams beabsichtigt auch, den Verbrauchern durch Verbesserungen der Lebensmittelsicherheit und die Entwicklung neuer Tools zur Bereitstellung einer Echtzeitbewertung von Mahlzeiten zu nutzen, die als Grundlage für personalisierte Gesundheitsentscheidungen dienen können.
„Das Ernährungssystem ist reif für eine Disruption, wobei viele Fortschritte in den letzten zehn Jahren den Weg zu einer Transformation geebnet haben“, sagte Ilias Tagkopoulos, Professor am UC Davis Department of Computer Science and Genome Center und Direktor des neuen Instituts. „KI wird sowohl als Basistechnologie als auch als Bindegewebe dienen, das diese Elemente zusammenführt und diese Transformation zu einem sichereren, gerechteren und effizienteren Lebensmittelsystem für die nächste Generation katalysiert.“
Weitere Hauptforscher der UC Davis sind Nitin Nitin, Professor am Department of Biological and Agricultural Engineering; Mason Earles, Assistenzprofessor in der Abteilung für Weinbau und Önologie; und Xin Liu, Professor an der Fakultät für Informatik.
Das Institut wurde so konzipiert, dass es integrativ ist und Kooperationen zur Entwicklung von Open-Source-KI-Lösungen im gesamten Lebensmittelsystem fördert. Angesichts der grundlegenden Rolle von Lebensmitteln für die menschliche Gesundheit und das Wohlbefinden sowie ihrer weitreichenden Auswirkungen auf die Volkswirtschaft und die Umwelt wird das Institut über 40 Forscher aus sechs Institutionen zusammenbringen: UC Davis; UC Berkeley; Cornell Universität; Universität von Illinois, Urbana-Champaign; UC-Abteilung für Landwirtschaft und natürliche Ressourcen; und der Agricultural Research Service des US-Landwirtschaftsministeriums.
Neben den wissenschaftlichen und technischen Zielen enthält die Satzung des Instituts einen wesentlichen Schwerpunkt auf Bildung, Öffentlichkeitsarbeit und Zusammenarbeit.
„Unser Erfolg beruht nicht nur auf Durchbrüchen und Innovationen bei neuen Technologien und Systemen, sondern auch auf bereitwilligen Arbeitskräften, einer engagierten Öffentlichkeit und der Zusammenarbeit mit Industriepartnern zur Lösung echter Herausforderungen“, sagte Gabriel Youtsey, Chief Innovation Officer bei UC ANR.
Bildung und Engagement
Der Plan des Instituts umfasst Programme speziell für die K-16-Ausbildung, Hochschulpraktika und Stipendien, Lehrplanbereicherung, Erweiterung der Teilnahme und Vielfalt, Unternehmensengagement und Wissenstransfer. Diese Programme werden durch die Nutzung bestehender Plattformen wie dem Innovation Institute for Food and Health von UC Davis, dem CITRIS Banatao Institute und dem Verde Innovation Network for Entrepreneurship oder VINE von UC ANR unterstützt. Zusätzliche Anstrengungen sind in Übereinstimmung mit der Forderung der NSF geplant, sicherzustellen, dass KI-Systeme durch Design, Rechenschaftspflicht und Transparenz sicher, sicher, ethisch und fair sind.
Die Entwicklung des Vorschlags für den Preis wurde von der Abteilung für interdisziplinäre Forschung und strategische Initiativen des Forschungsbüros der UC Davis unterstützt. Das Institut ist als Special Research Program unter der Verwaltung des Office of Research ausgewiesen.
„Wie bei vielen der größten Herausforderungen unserer Welt erfordert die Bewältigung der kritischen Bedürfnisse unserer Lebensmittelversorgung eine umfassende Zusammenarbeit zwischen Experten aus verschiedenen Disziplinen“, sagte Prasant Mohapatra, Vizekanzler für Forschung an der UC Davis. „Die Sammlung von Fachwissen, die für dieses neue Institut zusammengetragen wurde, lässt viel Hoffnung auf die Realisierung transformativer Fortschritte aufkommen.“
Die Finanzierung des Instituts erfolgt durch das National Institute of Food and Agriculture des US-Landwirtschaftsministeriums als Teil einer größeren Initiative unter der Leitung der US National Science Foundation zur Einrichtung neuer Institute für künstliche Intelligenz, um die Forschung zu beschleunigen, die Arbeitskräfte in Amerika zu erweitern und die Gesellschaft in den Jahrzehnten zu verändern kommen. Die NSF-KI-Institute werden mit Industrie und Regierung zusammenarbeiten, um die Grenzen der KI sowie einer Reihe von Wissenschafts- und Ingenieurdisziplinen und gesellschaftlichen Sektoren, die von KI-Innovationen profitieren werden, voranzutreiben.
„NSF ist sich der entscheidenden Rolle der KI bewusst und investiert in kooperative Forschungs- und Bildungszentren wie das USDA-NIFA AI Institute for Next Generation Food Systems, das an der UC Davis verankert ist und Wissenschaft, Industrie und Regierung zusammenbringen wird, um tiefgreifende Entdeckungen ans Licht zu bringen und neue Fähigkeiten zu entwickeln, die die amerikanische Wettbewerbsfähigkeit für die kommenden Jahrzehnte fördern“, sagte NSF-Direktor Sethuraman Panchanathan. „So wie frühere NSF-Investitionen die Durchbrüche ermöglichten, die zur heutigen KI-Revolution geführt haben, werden die heute bekannt gegebenen Auszeichnungen Entdeckungen und Innovationen vorantreiben, die die amerikanische Führungsrolle und Wettbewerbsfähigkeit in der KI für die kommenden Jahrzehnte aufrechterhalten werden.“
Ilias Tagkopoulos, Professor am Department of Computer Science and Genome Center der UC Davis und Direktor des neuen Instituts, links, zusammen mit dem Forschungsspezialisten Navneet Rai im Jahr 2016. Foto: UC Davis College of Engineering