Comment le département américain de l'énergie transforme l'IA

Le Département américain de l'énergie (DOE) s'est longtemps distingué comme l'une des agences fédérales américaines les plus axées sur la science, la technologie et l'innovation. Il n'est donc pas surprenant que le DOE continue d'investir dans des technologies transformatrices telles que l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique. 

Le DOE a créé le bureau de l'intelligence artificielle et de la technologie (AITO) pour aider à transformer le DOE en une entreprise leader mondial de l'intelligence artificielle (IA) en accélérant la recherche, le développement, la livraison et l'adoption de l'IA. Pamela Isom, la nouvelle directrice de l'AITO, présentera lors de l'événement AI in Government de février 2021 pour partager comment ils maximisent les impacts de l'IA grâce à la coordination stratégique, la planification et l'excellence du service client. Dans cet article d'interview, Mme Isom explique plus en détail comment le DOE exploite les données et les technologies transformatrices pour aider à faire avancer les missions principales de l'agence.

De quelles manières innovantes tirez-vous parti des données et de l'IA au profit de votre agence ?

Paméla Isom : La responsabilité de coordonner les initiatives d'IA transversales et de planifier stratégiquement les résultats de l'IA à l'échelle du département est essentielle pour sécuriser notre infrastructure et maximiser les impacts de la mission. En 2022, mon équipe se concentre sur une gouvernance innovante de l'IA où une IA responsable et digne de confiance devient la norme. Nous avons besoin d'une intégration plus centrée sur l'humain dans le cycle de vie de l'IA et d'un catalogue fédéré d'algorithmes et d'ensembles de données afin qu'il soit plus facile de suivre les impacts de nos investissements dans l'IA, que nous poursuivons. 

Le manuel de gestion des risques de l'IA (AIRMP) est une innovation appliquée que nous prévoyons de déployer auprès du public si tout se passe comme prévu en 2023. L'AIRMP capture les scénarios de risque et fournit des conseils normatifs pour atténuer ces risques afin que les décisions d'IA soient responsables et dignes de confiance. Le playbook prend même en considération les atténuations qui sont pertinentes pour les appareils périphériques tels que les systèmes sans pilote et les appareils personnels. Les systèmes Edge AI permettent aux équipes, telles que nos intervenants d'urgence, d'agir rapidement sur les données là où elles sont capturées. Il existe cependant des menaces et des vulnérabilités contradictoires prises en charge par AIRMP. 

En parlant d'innovation, l'équipe IA a lancé l'année 2022 avec une session de groupe de discussion de l'industrie sur la convergence de l'IA et des technologies immersives, en accordant une attention particulière à la convergence de l'IA et de la réalité étendue (XR) en raison de la croissance importante dans cet espace maintenant et dans le futur. Les expériences immersives sont précieuses pour la formation et la modélisation de précision de situations critiques telles que des scénarios de véhicules autonomes où parfois les données synthétiques sont plus sûres et moins invasives que les données en temps réel. En partenariat avec d'autres bureaux de programme, mon équipe poursuit l'utilisation de l'IA et de la réalité mixte pour établir un programme de formation à l'IA pour la main-d'œuvre et pour la gestion des talents dans les communautés.

Comment tirez-vous parti de l'automatisation pour vous aider dans votre cheminement vers l'IA ?

Paméla Isom : Nous appliquons l'automatisation sur les processus métier clés. Nous avons lancé un projet pilote pour rationaliser le traitement des prêts et répondre à certaines questions clés que les clients posent généralement afin que les processeurs puissent se concentrer sur des missions plus stratégiques. Nous appliquons à la fois l'IA conversationnelle et l'automatisation des processus robotiques pour traiter les tâches opérationnelles. Nous tirons parti des capacités prêtes à l'emploi dans les environnements cloud comme point d'entrée pour les plates-formes et technologies d'automatisation, mais nous sommes également connus pour nos supercalculateurs que nous utilisons pour les charges de travail les plus complexes et là où cela a du sens. Certaines parties prenantes préfèrent les produits commerciaux prêts à l'emploi, mais compte tenu des progrès de la science des données, nous pensons que l'hybride est l'approche la plus appropriée pour répondre à nos besoins en ce moment. 

Comment identifiez-vous par quel(s) problème(s) commencer pour vos projets d'automatisation et de technologies cognitives ? 

Paméla Isom : Deux expressions me viennent à l'esprit. D'abord et avant tout, c'est « se concentrer sur la mission » et le deuxième, c'est « écouter ». L'application des innovations pour l'accomplissement de la mission est un impératif. Par exemple, les algorithmes d'IA pourraient être exploités pour garantir que les transmissions du réseau sont résilientes et pour que la comptabilité de l'énergie propre soit appliquée équitablement dans toutes les communautés. Nous effectuons des recherches, des développements, des démonstrations et des pratiques de réutilisation et d'audit de l'IA afin de maximiser l'efficacité de ces solutions d'IA. Nous écoutons les besoins, les désirs ainsi que les points faibles des parties prenantes. Nous maintenons un inventaire des investissements en IA que nous examinons et mettons à jour au moins une fois par an via notre système d'échange d'intelligence artificielle (AIX). Des séances de discussion avec l'industrie et le milieu universitaire pour entendre les points de vue individuels sont organisées pour échanger des opinions et recueillir les idées de l'industrie sur des sujets d'IA ciblés. Essentiellement, nous évaluons l'état actuel et cible, identifions les lacunes et, grâce à notre stratégie d'IA, priorisons, orchestrons et participons à la livraison de programmes qui nous font avancer avec des projets d'automatisation et de technologie cognitive.

Quelles sont certaines des opportunités uniques dont dispose le secteur public en matière de données et d'IA ?

Paméla Isom : Les partenariats stratégiques avec le secteur privé, le milieu universitaire et les équipes internationales sont de belles opportunités pour le secteur public. Les agences ont la possibilité de prendre les devants et de créer des réglementations sur l'IA pour le développement des actifs, le partage et les pratiques modernes de confidentialité. Des lois telles que l'amélioration de la cybersécurité de la nation et la transformation de l'expérience client fédérale et de la prestation de services pour rétablir la confiance dans le gouvernement comptent toutes sur des solutions éthiques, responsables et dignes de confiance comme l'IA qui respectent nos libertés et droits civils. Ensemble, grâce à des partenariats stratégiques, nous pouvons rechercher et découvrir les scénarios les plus divers et composer des solutions qui protègent les données tout en permettant un accès plus large. Il doit y avoir une plate-forme nationale de recherche et de collaboration, et c'est pourquoi le groupe de travail national sur les ressources de recherche en IA , dont mon équipe fait partie, est si important. Le secteur public ne peut pas répondre seul aux exigences réglementaires - il nécessite l'industrie, le milieu universitaire ainsi qu'une collaboration internationale.

Quels cas d'utilisation pouvez-vous partager où vous avez appliqué avec succès l'IA ?

Paméla Isom : Plus précisément, l'équipe d'IA applique l'analyse et le regroupement de textes d'apprentissage automatique ainsi que les progrès du traitement du langage naturel pour aider à l'analyse stratégique du projet d'IA du Département et à l'inventaire des cas d'utilisation. Les cas d'utilisation vont de la recherche sur les méthodes d'IA de nouvelle génération pour renforcer notre sécurité nationale aux projets d'énergie propre qui identifient les matériaux qui doivent être utilisés pour faire face à la crise climatique. Nous pouvons identifier des thèmes basés sur des données inventoriées et aligner les parties prenantes de l'ensemble du département avec des synergies communes afin de maximiser les économies d'échelle, de réduire le gaspillage, d'informer et de piloter davantage d'activités d'IA transversales. Nous faisons évoluer en permanence nos données d'inventaire et nous pouvons aujourd'hui identifier où se situent les investissements dans l'IA et s'il existe des opportunités pour améliorer l'expérience client. Sans l'IA appliquée, mon équipe et les parties prenantes de mon service devraient passer au crible de grandes quantités de données, et il serait presque impossible de tirer des conclusions opportunes sur le portefeuille d'IA qui sont nécessaires à la prise de décision stratégique. 

Gardant un œil sur la mission, nos recherches dans le sous-sol sont profondes vers la capture et le stockage du carbone. L'initiative d'apprentissage automatique scientifique pour accélérer les décisions en temps réel dans les applications souterraines (SMART). Cela transforme nos interactions et notre compréhension du sous-sol, et améliore considérablement l'efficience et l'efficacité du stockage du carbone à l'échelle du champ et des opérations pétrolières et gazières non conventionnelles. SMART est un effort multi-organisationnel financé par le programme de stockage de carbone et de pétrole et de gaz en amont du DOE avec trois domaines prioritaires de visualisation en temps réel, d'apprentissage virtuel et de prévision.

Pouvez-vous partager certains des défis en matière d'IA et de ML dans le secteur public ?

Paméla Isom : La propriété de l'IA est un défi que nous relevons. La pléthore de données présente un besoin toujours croissant d'IA pour naviguer et prédire avec précision. Les normes d'annotation des données pour les secteurs verticaux, par exemple, l'énergie n'est pas facilement accessible. Il est possible de faire évoluer l'apprentissage automatique avant d'appliquer un apprentissage non supervisé plus avancé pour traiter les cas d'utilisation critiques. Il existe également une occasion importante d'étendre la gestion des talents en IA à l'extérieur du Ministère. Comme nous l'avons fait avec le cyber, il faut se concentrer davantage sur la science des données et la croissance de l'IA pour la nation, nous n'avons pas le choix en la matière.

Comment l'analyse, l'automatisation et l'IA fonctionnent-elles ensemble dans votre agence ?

Paméla Isom : Bien que l'analyse puisse être un point de départ ou d'entrée pour l'IA, nous appliquons les trois (analyse, automatisation et IA) pour fournir les plus grands impacts de recommandations responsables et d'une prise de décision crédible. Il existe des opportunités d'améliorer certains fondamentaux afin que les opérations d'IA (AIOps) fassent progresser les concepts DevSecOps avec des assurances d'IA intégrées, et grâce aux capacités (analyse, automatisation et IA), il existe d'importantes opportunités d'améliorer la collaboration inter-agences pour une prise de décision partagée. J'admets que je vois davantage cette cohésion aujourd'hui, mais il reste des opportunités.

Comment gérez-vous les problèmes de confidentialité, de confiance et de sécurité liés à l'utilisation de l'IA ?

Paméla Isom : Ce sont des éléments essentiels du manuel de gestion des risques de l'IA (AIRMP) qui a été publié en interne en 2021. L'AIRMP guide les parties prenantes sur les questions de confidentialité, de confiance et de sécurité (dans une perspective contradictoire) et informe les utilisateurs des vulnérabilités potentielles introduites avec l'IA. Nous voulons que d'autres, y compris le National Institute of Standards and Technology (NIST) bénéficient et contribuent à cet effort.

Que faites-vous pour développer une main-d'œuvre prête pour l'IA ?

Paméla Isom : Nous travaillons en partenariat avec les laboratoires nationaux et enseignons l'IA aux parties prenantes du DOE deux fois par an. En 2022, nous voulons faire passer la formation à un autre niveau avec, comme mentionné, une introduction à l'apprentissage immersif. 

J'ai un objectif personnel d'aider les communautés qui sont impactées par les aspects d'automatisation de l'IA. L'un des sujets de préoccupation est l'emploi, qui est également au centre des préoccupations du secrétaire à l'énergie et de l'administration. Nous avons besoin que les citoyens maintiennent et grandissent dans leur emploi, et non les perdent à cause des progrès de l'IA. Les travailleurs doivent savoir comment travailler en tandem avec des robots, par exemple, et comment augmenter les aspects d'explicabilité de l'IA afin que les inférences soient validées et communiquées correctement. Cette capacité s'apparente aux compétences non techniques mais essentielles qui facilitent la confiance des consommateurs tout en créant des opportunités uniques de développement des compétences. Les enseignants, par exemple, devraient être inclus dans la formation algorithmique et, au minimum, dans les tests pour aider à la génération de résultats justes et impartiaux. Ils ont besoin de s'assurer que les inférences de l'IA n'auront pas d'impact négatif sur les comportements des élèves ou ne mettront pas des vies en danger lors de l'adoption. L'IA explicable est prometteuse à cet égard. Ces exemples ne représentent qu'une fraction du potentiel de développement des compétences et des talents qui pourrait sauver des vies.

Quelles technologies d'IA attendez-vous le plus dans les années à venir?

Paméla Isom : Je suis enthousiasmé par 2022 et les activités tournées vers l'avenir qui font surface par rapport à la prochaine génération d'IA. J'attends avec impatience les progrès de l'IA afin que la dépendance aux données ne soit pas aussi profonde et que l'IA détermine par elle-même les données dont elle a besoin pour résoudre les problèmes. Je m'appuie sur des outils et des technologies qui fournissent des explications sur les solutions et le raisonnement derrière les prédictions. Le Ministère assume un rôle de leadership plus fort en matière d'IA en améliorant la coordination de la stratégie, de la planification et de la mise en œuvre des programmes. Les laboratoires nationaux et l'initiative d'incubateur d'IA, parrainés par Lawrence Livermore, sont l'un des nombreux exemples d'habilitation à l'innovation qui se produisent. En ce qui concerne l'atténuation des risques, nous voulons nous assurer que l'IA n'introduit pas d'inefficacités énergétiques et de ressources qui pourraient contrecarrer les efforts de décarbonisation et nous sommes passionnés par la fourniture d'une IA responsable et éthique pour le bien de la mission, de la Nation, et en particulier de notre enfants. 

Pamela Isom présentera à l'événement AI in Government de février 2021 où elle expliquera comment le DOE maximise les impacts de l'IA grâce à la coordination stratégique, à la planification et à l'excellence du service client, y compris en abordant l'éthique de l'IA, les principes de l'IA et les faits saillants du manuel de gestion des risques liés à l'IA .