Hochschule / Hochschulbildung
KI-Bildung in jede Hochschule und Disziplin bringen
Ziel
Durch eine Partnerschaft mit NVIDIA verfolgt die UF einen universitätsweiten KI-Bildungsansatz, der eine Roadmap für eine nahtlose Integration über Disziplinen hinweg bietet, die akademische Qualität verbessert und den Ruf für Forschung und Innovation fördert.
Kunde
University of Florida
Anwendungsfall
Universität/Hochschulbildung
Produkte
NVIDIA DGX
NVIDIA und die University of Florida arbeiten zusammen, um Absolventen auf Technologiejobs vorzubereiten
Der Einsatz von künstlicher Intelligenz in Forschung und Industrie hat sich in den letzten Jahren beschleunigt und zu einer starken Nachfrage nach Datenwissenschaftlern und technisch versierten Arbeitskräften geführt.
Leider gibt es eine wachsende Qualifikationslücke. Nur sechs von zehn Arbeitgebern sind der Meinung, dass Hochschulabsolventen über die erforderlichen Kenntnisse und Fähigkeiten verfügen, um in Einstiegspositionen erfolgreich zu sein. Der derzeitige weltweite Fachkräftemangel im Technologiebereich wird bis 2030 voraussichtlich 85 Millionen Menschen erreichen, sodass Stellen unbesetzt bleiben und Forschungsprojekte unterbesetzt sind.
Image Courtesy of University of Florida
Die University of Florida (UF) ist eine öffentliche Universität in Gainesville, Florida. Die UF ist die Heimat von 16 akademischen Colleges, die eine Reihe von Kunst- und Wissenschaftsdisziplinen abdecken. Die UF ist eine von 12 öffentlichen Universitäten im Universitätssystem des Bundesstaats Florida.
In Zusammenarbeit mit NVIDIA für KI-Hardware und -Expertise hat die UF einen ganzheitlichen Ansatz für die KI-Ausbildung verfolgt, um:
- Bahnbrechende Forschung zu betreiben, um die besten Fachkräfte, Studierenden und Investitionen anzuziehen
- KI-Rechenkapazität zu erhöhren
- KI-fokussierte Fakultät rekrutieren und neu schulen
- KI-Bildung für jeden Schüler in jedem Fach zu verbessern
Image Courtesy of University of Florida
KI-Haves and Have-Nots
Universitäten spielen eine wichtige Rolle bei der Vorbereitung der nächsten Generation von Absolventen auf die Arbeit mit Technologie. Aber die begrenzten Budgets und der Wettbewerb der Unternehmen um KI-fokussierte Dozenten und Forscher haben viele Universitäten zurückfallen lassen.
Universitätsbasiertes KI-Wissen und Talentpflege wurden oft in einer Dichotomie der „Haves“ und „Have-Nots“ belassen.
Mit begrenztem Zugang zu KI-Hardware, Daten und Software und wenigen KI-ausgebildeten Professoren erhalten viele Studenten ihren Abschluss ohne die Fähigkeiten, die sie benötigen, um in einer zunehmend KI-getriebenen Welt erfolgreich zu sein. Öffentliche Universitäten, die nicht die Mittel von finanziell gut ausgestatteten Privatunis haben, sind dabei besonders anfällig.
NVIDIA und UF treiben Bildung, Forschung und Auswirkungen mit KI voran
Mit dem Ziel, gleiche Chancen für Studierende zu schaffen, sich auf die KI-bestimmte Zukunft vorzubereiten und daran teilzuhaben, lud der KI-Lenkungsausschuss der UF alle 16 Colleges ein, gemeinsam KI-Initiativen in der gesamten Universität zu planen und zu finanzieren.
Um mit der Arbeit beginnen zu können, musste die Universität Mittel aufbringen, um die Schaffung einer neuen KI-Computerinfrastruktur, Software und Labors zu unterstützen und neue Talente zu rekrutieren.
Der Bundesstaat Florida stellte der UF 100 Millionen Dollar für den Bau eines neuen Rechenzentrums und 15 Millionen Dollar pro Jahr für die Einstellung von 100 neuen KI-Dozenten zur Verfügung, um eine nachhaltige KI-Ausbildung zu unterstützen.
Der Lenkungsausschuss wandte sich auch an sein Spendernetzwerk, um zusätzliche Mittel zu beschaffen.
Die UF gab 15 Millionen Dollar aus, um ihre Rechenzentrumskapazität zu aktualisieren.
Als die Vorbereitungen abgeschlossen waren, arbeiteten Lösungsarchitekten und Produktingenieure von NVIDIA vor Ort an der Installation von HiPerGator AI, einem NVIDIA DGX SuperPOD™, der aus 140 NVIDIA DGX™ A100 Systemen mit jeweils acht NVIDIA A100 Tensor Core GPUs und zusätzlichen 17.920 CPUs besteht. Die Installation wurde in 90 Tagen fertiggestellt und ist der größte an einer Universität installierte KI-Supercomputer.
Mit ihrem DGX SuperPOD entwickelte die UF das bisher größte klinische Sprachmodell, GatorTron, mit 3,9 Milliarden Parametern. Es ist mehr als zehnmal so groß wie das zweitgrößte klinische Modell und reduzierte die Fehlklassifizierung um 24 Prozent gegenüber BERT-large im i2b2-2010 Benchmark zur Erkennung von benannten Entitäten.
„Wir glauben, dass KI nicht auf die Informatik-Fakultät oder ein Institut beschränkt sein sollte. Wenn wir sicherstellen, dass die Studierenden im gesamten Lehrplan über KI lernen, haben wir die Möglichkeit, Menschen für die Jobs von morgen auszubilden.“
Joseph Glover
Provost, University of Florida
Vorteile von AI weit streuen
HiPerGator AI ist seit Januar 2021 in Produktion und hilft der UF, die Vorteile der KI-Ausbildung zu verteilen, wirkungsvolle Forschung durchzuführen und Studierende besser auf die heute geforderten Jobs vorzubereiten.
Diversifizierung der KI-Forschung über die gesamte Universität hinweg
Um das Engagement für KI über die traditionellen MINT-Disziplinen hinaus zu fördern, hat UF einen KI-Forschungs-Katalysatorfonds geschaffen, um Teams bei der Verfolgung kreativer Anwendungen von KI zu unterstützen. In der ersten Ausschreibung wurden 133 Anträge auf Finanzierung eingereicht. Zwanzig davon wurden auswählt, weil sie das größte Potenzial haben, das Forschungsprofil der Universität zu schärfen. Geförderte Projekte umfassten:
- KI zum Erkennen von Biomarkern für Alzheimer-Krankheit
- Maschinelles Lernen, um vergangene und aktuelle Landnutzung und -muster in Florida zu verfolgen, um die Auswirkungen der Entwicklung zu messen
- KI, um zu lehren, akademisch gefährdete Studenten zu identifizieren
- KI, um parasitäre Nematoden zu identifizieren, die landwirtschaftliche Produkte schädigen
Die Universität kombinierte bestehende Datenbanken und Datenanalysestärken mit neuen AI-Rechenkapazitäten, um diese Projekte voranzutreiben.
Durch die Partnerschaften mit allen 12 staatlichen Universitäten in Floridas Hochschulsystem hilft die UF, den Zugang zu KI-Ressourcen zu verbessern, und zwar auch für Gruppen, die historisch in den Bereichen Wissenschaft und Technik unterrepräsentiert waren.
Bahnbrechende Forschung vorantreiben
UF führt bahnbrechende Forschungsinitiativen durch – komplexe Projekte, die die drängendsten Probleme der Welt angehen sollen.
Eines der ersten Beispiele dafür ist die Entwicklung von GatorTron, einem Modell für die Verarbeitung natürlicher Sprache (NLP), das es Computern ermöglicht, medizinische Sprache in klinischen Notizen zu lesen und zu interpretieren, die in elektronischen Gesundheitsakten (EHRs) gespeichert sind. Durch die automatische Extraktion genauer Informationen aus diesen Notizen hoffen die Forscher, die klinische Forschung und die medizinische Entscheidungsfindung zu beschleunigen.
UF und NVIDIA nutzten HiPerGator AI, um das GatorTron NLP-Modell mit 82 Milliarden Wörtern und 8,9 Millionen Parametern in medizinischen Aufzeichnungen zu trainieren. Das Training wurde in sieben Tagen abgeschlossen und schlug das bisher größte Modell ClinicalBERT.
Dieser riesige Fundus an medizinischen Erkenntnissen kann für zahlreiche Anwendungsfälle genutzt werden, z. B. für Anwendungen, die Patienten effizienter auf medizinische Studien abstimmen und so die Entwicklung von Medikamenten beschleunigen.
Als Folgeprojekt entwickeln NVIDIA und UF SynGator ein neuronales Netzwerk, das synthetische klinische Daten zum Trainieren von KI-Modellen für das Gesundheitswesen erzeugt. SynGator kann Gesundheitsdaten von digitalen Krebspatienten generieren, die Forscher dann für die Entwicklung von Tools und Modellen verwenden können, ohne den Datenschutz geschützter Gesundheitsdaten zu gefährden.
Verbesserung der KI-Ausbildung und der Entwicklung von Arbeitskräften
Die UF war die erste Universität im Land, die KI-Lehrpläne fachübergreifend einführte und in jedem Bachelor-Studiengang KI-Kurse anbot. Zu den neuen Wahlfächern gehören:
- Biomedizinische Datenwissenschaft
- KI in den Agrar- und Biowissenschaften
- KI in Medien und Gesellschaft
Die Universität bietet ein KI-Zertifikat mit neun Credits für
Um das KI-Wissen über die Universitätsgrenzen hinaus zu verbreiten, hat UF auch ein Microcredential, eine Art Minizertifizierung, für berufstätige Fachleute eingeführt. Die Universität bietet Schulungen und digitale Zertifikate, um gefragte KI-Fähigkeiten, Know-how und Erfahrungen zu demonstrieren.
AI Education and Workforce Development
Ein Team von KI-fokussierten Fakultäten schaffen und vergrößern
Durch die Einstellung von 100 zusätzlichen, auf KI spezialisierten Fakultätsmitgliedern kann die UF mehr KI-Kurse für Studenten anbieten – auch außerhalb der MINT-Fächer. Die
UF heißt Künstler und kreative Technologen willkommen, um sich dem College of the Arts anzuschließen, die nun die wissenschaftliche und kreative Forschung in KI an den Instituten für Musik, Theater und Tanz sowie Kunst und Geschichte leiten.
Darüber hinaus haben sich viele UF-Mitarbeitende über das Deep Learning Institute (DLI) Ambassador Program von NVIDIA weiterentwickelt – eine kostenlose Schulungsmöglichkeit, die NVIDIA den Universitätsfakultäten zum GPU-beschleunigten Computing bietet. Die Ausbildung bietet den Lehrkr8ften das Wissen und die Tools, die sie benötigen, um Kurse in beschleunigtem Computing, Deep Learning und Robotik zu bieten. Das DLI bietet Studierenden auch kostenlose Online-Schulungen, Zertifizierungen und Cloud-Zugang zu GPUs.
Eine Bluepause für den Aufbau einer KI-Universität
Die University of Florida wird mittlerweile unter die fünf besten öffentlichen Universitäten in den Vereinigten Staaten eingereiht, da sie unter anderem in die KI-Ausbildung investiert hat.
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Ein universitätsweiter Ansatz mit gemeinsamen Kosten und Vorteilen, um internen Widerstand zu überwinden.
- Einbindung von lokalen Behörden und privaten Spendern zur Sicherung der Finanzierung
- Ehrgeizige Forschungsprojekte, um die klügsten Köpfe und motiviertesten Studierenden anzuziehen
- Nutzung von KI und bestehenden Datensätzen zur Verbesserung akademischer Kernkompetenzen
- Teilen von KI-Wissen und Tools über den Campus hinaus mit Partnerschaften und offenen Einschreibungsprogrammen
Universitäten, die KI-Bildung über Disziplinen hinweg integrieren, stellen sich so auf, dass sie Immatrikulations- und Bindungsherausforderungen überwinden und Studierenden eine optimale Qualität in puncto Stipendien und Erfahrung bieten sowie einen Ruf als bekanntes Ziel für Forschung und Innovation schafffen können.