MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W4406774861 · doi:10.3389/frai.2024.1496066

Cyberinfrastructure for machine learning applications in agriculture: experiences, analysis, and vision

2025· article· en· W4406774861 sur OpenAlexfundno aff
Lucas Waltz, Sushma Katari, Adithya Anup, Anirudh Potlapally, Taylor D. Dill, Christopher Stewart, Hari Subramoni, S. A. Shearer, Raghu Machiraju, Osler Ortez, Laura E. Lindsey, Arnab Nandi, Sami Khanal

Notice bibliographique

RevueFrontiers in Artificial Intelligence · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineAgricultural and Biological Sciences
ThématiqueSmart Agriculture and AI
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesOffice of Advanced CyberinfrastructureDivision of Graduate EducationHatchOhio Soybean CouncilOhio State UniversityNationwideNational Science Foundation
Mots-clésCyberinfrastructureComputer scienceMachine learningMultispectral imageAgricultureTerabytePrecision agricultureArtificial intelligenceField (mathematics)Big dataData scienceSoftwareData processingData miningDatabase

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Introduction: Advancements in machine learning (ML) algorithms that make predictions from data without being explicitly programmed and the increased computational speeds of graphics processing units (GPUs) over the last decade have led to remarkable progress in the capabilities of ML. In many fields, including agriculture, this progress has outpaced the availability of sufficiently diverse and high-quality datasets, which now serve as a limiting factor. While many agricultural use cases appear feasible with current compute resources and ML algorithms, the lack of reusable hardware and software components, referred to as cyberinfrastructure (CI), for collecting, transmitting, cleaning, labeling, and training datasets is a major hindrance toward developing solutions to address agricultural use cases. This study focuses on addressing these challenges by exploring the collection, processing, and training of ML models using a multimodal dataset and providing a vision for agriculture-focused CI to accelerate innovation in the field. Methods: Data were collected during the 2023 growing season from three agricultural research locations across Ohio. The dataset includes 1 terabyte (TB) of multimodal data, comprising Unmanned Aerial System (UAS) imagery (RGB and multispectral), as well as soil and weather sensor data. The two primary crops studied were corn and soybean, which are the state's most widely cultivated crops. The data collected and processed from this study were used to train ML models to make predictions of crop growth stage, soil moisture, and final yield. Results: The exercise of processing this dataset resulted in four CI components that can be used to provide higher accuracy predictions in the agricultural domain. These components included (1) a UAS imagery pipeline that reduced processing time and improved image quality over standard methods, (2) a tabular data pipeline that aggregated data from multiple sources and temporal resolutions and aligned it with a common temporal resolution, (3) an approach to adapting the model architecture for a vision transformer (ViT) that incorporates agricultural domain expertise, and (4) a data visualization prototype that was used to identify outliers and improve trust in the data. Discussion: Further work will be aimed at maturing the CI components and implementing them on high performance computing (HPC). There are open questions as to how CI components like these can best be leveraged to serve the needs of the agricultural community to accelerate the development of ML applications in agriculture.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,005
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Autre · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,016

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,005
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,002
Communication savante0,0040,006
Science ouverte0,0010,002
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,002

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,009
Tête enseignante GPT0,260
Écart entre enseignants0,251 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSans objet
Domainenon disponible
GenreAutre

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations6
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueFrontiers in Artificial IntelligenceMême sujetSmart Agriculture and AITravaux en français237 207