Las subvenciones NSF apoyan la ciencia p煤blica, la nueva inteligencia artificial y la conservaci贸n de los polinizadores

脥ndice
  1. Ampliaci贸n del horario de las abejas nativas
  2. Crea una nueva IA
  3. Impacto del minuto a la existencia

Fort Collins, Colorado. - La inteligencia artificial para ayudar a salvar a las abejas es m谩s que ciencia ficci贸n, es una realidad en la Universidad Estatal de Colorado, financiada por la Fundaci贸n Nacional de Ciencias.

Un equipo interdisciplinario que incluye socios de los departamentos de Extensi贸n y Ciencias de la Computaci贸n de CSU y la Escuela de Educaci贸n recibi贸 una subvenci贸n de $845,000 de la NSF para utilizar el poder de los nuevos modelos de ciencia comunitaria e inteligencia artificial para monitorear y registrar la salud de m谩s de 900 polinizadores. . Especies en todo Colorado.

"Este tipo de investigaci贸n es realmente una nueva frontera y, si todo va bien, apenas estamos comenzando", dijo Nathaniel Blanchard, profesor asistente de ciencias de la computaci贸n en CSU.

Las abejas juegan un papel importante en la vida humana, polinizan tres cuartas partes de los cultivos que comemos, y preservarlos frente al cambio clim谩tico es primordial. La salud de los polinizadores ha estado a la vanguardia de las pol铆ticas p煤blicas recientemente con el gobernador de Colorado, Jared Polis, trabajando con CSU. Una encuesta de salud de los polinizadores nativos de Colorado.

Ampliaci贸n del horario de las abejas nativas

Native Bee Watch (NBW), un programa comunitario de monitoreo de biodiversidad cient铆fica, encontr贸 un hogar permanente en CSU Extension en 2019. La extensi贸n est谩 dise帽ada para cumplir con la misi贸n de concesi贸n de tierras de CSU al brindar investigaci贸n y educaci贸n de vanguardia a la comunidad de Colorado.

NBW utiliza el poder de los voluntarios para registrar y monitorear la actividad de las abejas en todo el estado, ayudando a los propietarios de viviendas, ecologistas y urbanistas a proteger las poblaciones de abejas silvestres. Durante la pandemia, el programa pas贸 a estar en l铆nea y estuvo disponible en todo el estado, atrayendo a 300 nuevos voluntarios, un gran salto con respecto a los 20 del a帽o anterior.

"El alto nivel de inter茅s de los voluntarios es un testimonio de lo importante que es la conservaci贸n de los polinizadores para los habitantes de Colorado", dijo Lisa Mason, fundadora y directora de NBW y horticultora de CSU Extension. 鈥淣o podemos ejecutar este programa sin el arduo trabajo de los voluntarios. Su emoci贸n, especialmente cuando empiezan a ver abejas que acaban de aprender a reconocer, es contagiosa".

El crecimiento de la participaci贸n fue tan r谩pido que la capacitaci贸n virtual para nuevos voluntarios de NBW no pudo realizarse lo suficientemente r谩pido. As铆 naci贸 una asociaci贸n con el Departamento de Ciencias de la Computaci贸n de CSU. 驴Misi贸n? Un algoritmo de IA personalizado que puede capacitar a nuevos voluntarios utilizando pedagog铆a moderna e IA inteligente a trav茅s de la aplicaci贸n, y adaptar el programa de capacitaci贸n al nivel de experiencia del voluntario.

Crea una nueva IA

Para construir esta nueva inteligencia artificial, los inform谩ticos del CSU deben realizar tres tareas importantes. Primero, el modelo de IA debe poder identificar abejas bas谩ndose en im谩genes y una amplia participaci贸n de voluntarios, lo cual es una tarea f谩cil de hacer porque muchas abejas solo pueden identificarse a nivel de especie bajo un microscopio, y muchos voluntarios todav铆a est谩n aprendiendo. C贸mo identificar correctamente las abejas que ven.

"Si tenemos inteligencia artificial que puede reconocer a las abejas por s铆 sola, podemos usarla para capacitar a voluntarios y validar sus datos de observaci贸n, creando as铆 conjuntos de datos ecol贸gicos con calidad de investigaci贸n", dijo la profesora asociada Jill Zarestky. En la Escuela de Educaci贸n, "... luego comenzaremos a hablar sobre la distribuci贸n y distribuci贸n de las abejas nativas en Colorado".

En segundo lugar, el modelo debe apoyar a los estudiantes adultos de diversos or铆genes, evaluar su experiencia y brindar lecciones y comentarios adaptados espec铆ficamente a la situaci贸n actual del estudiante. Esto se llama IA interpretable. La calidad de la retroalimentaci贸n de la IA es fundamental para garantizar que los datos recopilados por los voluntarios sean cient铆fica y ecol贸gicamente precisos.

El desaf铆o para los cient铆ficos inform谩ticos es que la poblaci贸n estudiantil es tan diversa (a diferencia de un ambiente de aula donde no hay controles ni factores conocidos para el nivel de experiencia de los voluntarios) y la diversidad de especies de abejas, as铆 como la multitud de moscas. y abejas que pueden ser imitadas. Las abejas son un mecanismo de defensa.

Incluso si un voluntario novato ve abejas o moscas, puede anotar que ha observado abejas y subir fotograf铆as de sus observaciones. Al agregar fotograf铆as, la inteligencia artificial puede evaluar la exactitud de la informaci贸n del voluntario. Al detectar autom谩ticamente identificaciones err贸neas, la IA puede garantizar la integridad de los datos e identificar 谩reas espec铆ficas para capacitaci贸n adicional, como distinguir imitaciones de abejas de las reales o asesorar sobre c贸mo recopilar evidencia de alta calidad. factura.

El componente final es la creaci贸n de una interfaz humano-IA: una aplicaci贸n capaz de ofrecer formaci贸n adaptativa.

Los investigadores de la Facultad de Educaci贸n brindar谩n conocimientos sobre la mejor manera de clasificar y ense帽ar a diferentes tipos de estudiantes.

"'驴Cu谩l es la forma correcta de organizar las lecciones?' '驴Qu茅 preguntas deber铆as hacer?' Estas son decisiones tomadas por nuestros expertos en educaci贸n", dijo Sarath Sreedharan, profesor asistente de inform谩tica en CSU. "Vamos a construirlo bas谩ndonos en la teor铆a pedag贸gica, pero 驴c贸mo tomamos estos conceptos educativos, primero matem谩ticas y luego software? para convertir a? En este momento, nos estamos centrando en la teor铆a, el software y la base de este proyecto que luego construir谩 la aplicaci贸n final".

Impacto del minuto a la existencia

Las implicaciones de esta investigaci贸n van desde minuciosas hasta existenciales.

"La ciencia p煤blica saca a la gente a la luz", dijo Mason. 鈥淥bliga a la gente a reducir la velocidad y observar su entorno. Una de las cosas que me encanta de la polinizaci贸n y el control de insectos es que todos pueden ser parte de la soluci贸n鈥.

Desde una perspectiva comunitaria, tales actividades brindan oportunidades para la comunicaci贸n bidireccional y el intercambio de ideas entre la comunidad y la universidad.

"Creo que es una oportunidad para ampliar nuestra experiencia de investigaci贸n, luego compartirla con el p煤blico y luego hacer que el p煤blico participe en la investigaci贸n", dijo Zarestki. "No es un c铆rculo que cerramos todo el tiempo".

A nivel nacional, la esperanza es que sus algoritmos hagan que la ciencia comunitaria sea m谩s viable y escalable.

"Esperamos que este proyecto d茅 como resultado un modelo de automatizaci贸n que otros programas p煤blicos de educaci贸n cient铆fica y de ciencias para adultos puedan adaptar f谩cilmente", dijo Nikhil Krishnaswamy, profesor asistente de inform谩tica en CSU.

Esta investigaci贸n ampl铆a este trabajo para apoyar otros programas cient铆ficos p煤blicos y tiene implicaciones m谩s amplias para el aprendizaje de la IA entre humanos.

鈥淒ado que la inteligencia artificial ha sido ampliamente publicitada en relaci贸n con la desinformaci贸n y la propaganda, espero que el uso de la inteligencia artificial en campos como la ciencia p煤blica pueda representar un paradigma diferente como herramienta para ayudar a las personas a pensar de manera m谩s cient铆fica y pensar mejor. dijo Krishnaswamy.

Native Bee Watch est谩 abierto a cualquier persona en todo el estado. Para mantenerse actualizado o participar en el programa, visite NativeBeeWatch.org y suscr铆base al bolet铆n.

- Aliado Ruckman

Universidad Estatal de Colorado

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