研究者のためのAIツールを手に入れやすくする
科学者のためにAIを簡単にするユーザーフレンドリーなソフトウェアを開発中。
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人工知能(AI)は、科学や研究を含む多くの生活の場面で重要になってきたけど、AIを使うための高度なコンピュータツールにアクセスするには、たくさんの人が持ってない特別な知識やスキルが必要なんだ。だから、このプロジェクトは、特に研究者に向けてみんながこれらのツールを使いやすくすることを目指したんだ。
プロジェクトの目標
このプロジェクトの主な目標は、科学者や研究者が高度なAIコンピューティングリソースにアクセスして使えるユーザーフレンドリーなソフトウェアツールを作ることだった。私たちは、AIシステムに接続して、ユーザーがデータをより簡単に扱えるようにするソフトウェアの開発に注力したんだ。
主要な技術
目標を達成するために、いくつかの主要な技術を使ったよ:
Jupyterノートブック:これはユーザーがコードを書くことができるインタラクティブなドキュメントで、研究者にとっては人気のツールなんだ。コード、テキスト、ビジュアライゼーションを一つの場所にまとめられるからさ。
Python:このプログラミング言語はデータサイエンスやAIで広く使われていて、私たちはこの言語でソフトウェアツールを作ったんだ。
Tapis:これは研究者がハイパフォーマンスコンピューティングリソースに簡単にアクセスできるようにするシステムで、複雑なシステムの詳細を理解しなくても仕事を実行したり、データを管理したり、他のサービスに接続できるんだ。
Neo4j:これはデータを異なる情報の関係を強調して整理するデータベースで、知識グラフを作るのに役立つんだ。知識グラフは複雑なデータを視覚化したり理解したりするのに便利なんだ。
ソフトウェア開発
Jupyterノートブックやコマンドラインアプリケーションを含むソフトウェアツールのセットを開発したよ。これらのツールは、ユーザーがTapisに認証して必要なサービスにアクセスできるように設計されたんだ。
Jupyterノートブック
Jupyterノートブックはプロジェクトの中心だった。我々はユーザーがTapisサービスに接続するのを助けるために、いくつかのノートブックを作ったんだ。これらのノートブックは、認証、データのアップロード、知識グラフの管理に関するステップバイステップの指示を提供してた。
あるノートブックでは、ユーザーがTapis上でNeo4jの知識グラフを簡単に設定できるようにした。これは、研究者がデータを効果的に視覚化できるようにするのに重要だったんだ。外部ソースからデータを知識グラフにロードするためのノートブックも提供したよ。
コマンドラインアプリケーション
Jupyterノートブックに加えて、コマンドラインツールも開発した。これらのアプリケーションは、ターミナルを使ってシステムと対話するのが好きなユーザー向けに作ったんだ。Tapisへの認証や、データベースをホストするためのコンテナ(ポッド)の作成や管理などのタスクを簡素化したよ。
認証プロセス
認証はこのプロジェクトの重要な部分だった。ユーザーはTapisサービスにアクセスするために、TACC(テキサス高度コンピューティングセンター)のユーザー名とパスワードを提供する必要があるんだ。私たちは、認証の各ステップをユーザーにガイドする簡略化されたプロセスを作成したよ。認証されると、ユーザーは手間なくポッドや知識グラフを作成したり管理したりできるんだ。
知識グラフ
知識グラフはデータを整理して視覚化するのに強力なツールなんだ。だから、私たちはNeo4jを使うことにした。Neo4jを使うことで、複雑な情報や関係を明確で直感的に表現できたんだ。
知識グラフの作成
知識グラフを作成するためには、まずデータが必要だった。よく使われるCSV(カンマ区切り値)ファイルを利用して、表形式のデータを保存したんだ。私たちのソフトウェアツールは、ユーザーがこのデータをNeo4jに簡単にロードできるようにして、知識グラフに整理できるようにしたよ。
データが読み込まれたら、ユーザーはそれを探検するためのクエリを実行できるようにした。知識グラフをクエリするための例やテンプレートも提供したよ。
知識グラフへのアクセス
知識グラフを作成した後、ユーザーはそれにアクセスして対話する方法が必要だった。私たちのJupyterノートブックは、ユーザーがクエリを実行してデータを視覚化できるようにしたんだ。また、同じタスクをグラフィカルなインターフェースを使わずに実行できるコマンドラインインターフェースも提供したよ。
これらのツールを使って、研究者はデータを簡単に分析して、洞察を得て、他の人と発見を共有できるようになったんだ。
直面した課題
プロジェクト中にいくつかの課題に直面したよ。一つの大きな問題は、認証プロセスを簡素化することだった。技術的なバックグラウンドがあまりないユーザーにとって、ストレートフォワードな体験を作ることを目指してたんだ。
もう一つの課題は、私たちが作ったツールが信頼性があり、使いやすいことを確保すること。さまざまなシナリオでソフトウェアが正しく動作することを確認するために、いくつかのテストを行ったよ。
今後の方向性
今後は、ソフトウェアツールをさらに改善していくつもりだ。私たちの目標は、もっと多くの研究者が、広範なトレーニングや知識を必要とせずに高度なコンピューティングリソースを利用できるようにすることなんだ。
アプリケーションの機能を拡張して、さらに使いやすくすることも目指してる。また、視覚化の側面を強化して、ユーザーがデータをもっと魅力的に見ることができるようにするつもりだ。
結論
全体的に、私たちのプロジェクトは、科学者や研究者がAIや高度なコンピューティングリソースの力を活用するのを手助けするユーザーフレンドリーなソフトウェアツールを作ることが可能だってことを示したんだ。認証プロセスを簡素化して、知識グラフへのアクセスを提供することで、ユーザーが研究を行うのが簡単になったんだ。
私たちが開発したツールが、研究コミュニティに良い影響を与えて、もっと多くの人がハイパフォーマンスコンピューティングやAI技術を利用できるようになればいいな。未来に期待して、さらにこの分野での発展を楽しみにしてるよ。
タイトル: Development of Authenticated Clients and Applications for ICICLE CI Services -- Final Report for the REHS Program, June-August, 2022
概要: The Artificial Intelligence (AI) institute for Intelligent Cyberinfrastructure with Computational Learning in the Environment (ICICLE) is funded by the NSF to build the next generation of Cyberinfrastructure to render AI more accessible to everyone and drive its further democratization in the larger society. We describe our efforts to develop Jupyter Notebooks and Python command line clients that would access these ICICLE resources and services using ICICLE authentication mechanisms. To connect our clients, we used Tapis, which is a framework that supports computational research to enable scientists to access, utilize, and manage multi-institution resources and services. We used Neo4j to organize data into a knowledge graph (KG). We then hosted the KG on a Tapis Pod, which offers persistent data storage with a template made specifically for Neo4j KGs. In order to demonstrate the capabilities of our software, we developed several clients: Jupyter notebooks authentication, Neural Networks (NN) notebook, and command line applications that provide a convenient frontend to the Tapis API. In addition, we developed a data processing notebook that can manipulate KGs on the Tapis servers, including creations of a KG, data upload and modification. In this report we present the software architecture, design and approach, the successfulness of our client software, and future work.
著者: Sahil Samar, Mia Chen, Jack Karpinski, Michael Ray, Archita Sarin, Christian Garcia, Matthew Lange, Joe Stubbs, Mary Thomas
最終更新: 2023-04-16 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://arxiv.org/abs/2304.11086
ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2304.11086
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた arxiv に感謝します。
参照リンク
- https://www.michaelshell.org/
- https://www.michaelshell.org/tex/ieeetran/
- https://www.ctan.org/pkg/ieeetran
- https://www.ieee.org/
- https://www.latex-project.org/
- https://www.michaelshell.org/tex/testflow/
- https://www.ctan.org/pkg/ifpdf
- https://www.ctan.org/pkg/cite
- https://www.ctan.org/pkg/graphicx
- https://www.ctan.org/pkg/epslatex
- https://www.tug.org/applications/pdftex
- https://www.ctan.org/pkg/amsmath
- https://www.ctan.org/pkg/algorithms
- https://www.ctan.org/pkg/algorithmicx
- https://www.ctan.org/pkg/array
- https://www.ctan.org/pkg/subfig
- https://www.ctan.org/pkg/fixltx2e
- https://www.ctan.org/pkg/stfloats
- https://www.ctan.org/pkg/dblfloatfix
- https://www.ctan.org/pkg/url
- https://www.michaelshell.org/contact.html
- https://stackoverflow.com/questions/2143687/latexs-verbatim-how-to-indent-every-instance
- https://icicle.develop.tapis.io
- https://mirror.ctan.org/biblio/bibtex/contrib/doc/
- https://www.michaelshell.org/tex/ieeetran/bibtex/