Introduction à l’apprentissage profond

publié le 30 mai 2022 par Hélène HORSIN MOLINARO [1]

Image générée par un réseau de neurones à partir de la phrase « Un astronaute jouant au basketball dans l’espace avec des chats, dessiné comme dans un livre pour enfants » (OpenAI Dall-E 2)

[2]

[3]

[4]

Résultat d'entraînement d’un MLP à une couche cachée à partir des mesures issues d'une fonction sinus

[5]

Matrice de confusion et formules des différentes métriques pour les problèmes de classification

[6]

Aucun de ces visages n’existent dans la vraie vie, ils ont été générés par un GAN, un modèle à deux réseaux

[7]

Contenu principal

Description

Introduction à l’apprentissage profond

Cette ressource, la deuxième du « Dossier Intelligence Artificielle [8] », présente l'outil à la source des progrès déterminants de l'IA au 21e siècle : les réseaux de neurones et leur entraînement dit apprentissage profond. Après une présentation détaillée des réseaux de neurones, la ressource développe les méthodes d'apprentissage en soulignant l'importance des données. Elle présente ensuite quelques évolutions des réseaux de neurones : convolutionnels (CNN), récurrents (RNN), auto-encodeurs (AE), adversariaux génératif (GAN) et transformers pour finir sur une implémentation pratique d'un entraînement de réseau de neurones pour la classification de chiffres manuscrits.

Contenu de la ressource :

Introduction
Les réseaux de neurones comme modèles paramétriques
1. Les données, ou l'or numérique
2. Un détour par la régression linéaire
3. Un modèle plus puissant
4. Petit passage par la biologie
Architecture d'un réseau de neurones
1. Définition et structure générale
2. Paramètres et hyperparamètres
3. Les fonctions d'activation
4. Exemple applicatif : classification de chiffres manuscrits
Comment entraîner un réseau de neurones ?
1. Minimiser un coût pour résoudre un problème
2. L'algorithme de descente du gradient
3. En pratique, ça donne quoi ?
L'apprentissage profond n'est pas l'Eldorado numérique
1. De l'importance des données
2. Sur et sous-apprentissage
3. Mesures de performances
Le Deep Learning en pratique
1. Structures des réseaux
2. Implémentation pratique
Conclusion

Fichiers et liens

Introduction à l’apprentissage profond [9]

Contenus associés :

Introduction à l’apprentissage automatique [10]

Schéma de décomposition du domaine de l’intelligence artificielle et de ces sous-domaines

[10]

Cette ressource introduit le « Dossier Intelligence Artificielle » en définissant les contours de l'IA puis, après un rappel des dates marquantes de sa courte histoire, recentre le propos sur l'apprentissage automatique en différenciant apprentissage supervisé, apprentissage non-supervisé et apprentissage par renforcement

Ressource pédagogique

Cours / présentation [11]

Liens:
[1] https://eduscol.education.fr/sti/utilisateurs/helene-horsin-molinaro?node=14519
[2] https://eduscol.education.fr/sti/system/files/images/ressources/pedagogiques/14519/14519-image-generee-par-un-reseau-de-neurones.png
[3] https://eduscol.education.fr/sti/system/files/images/ressources/pedagogiques/14519/14519-regression-lineaire.png
[4] https://eduscol.education.fr/sti/system/files/images/ressources/pedagogiques/14519/14519-representation-classique-dun-mlp.png
[5] https://eduscol.education.fr/sti/system/files/images/ressources/pedagogiques/14519/14519-resultat-dentrainement-dun-mlp-une-couche-cachee-partir-des-mesures.png
[6] https://eduscol.education.fr/sti/system/files/images/ressources/pedagogiques/14519/14519-matrice-de-confusion-et-formules-des-differentes-metriques-pour-les-problemes-de.png
[7] https://eduscol.education.fr/sti/system/files/images/ressources/pedagogiques/14519/14519-aucun-de-ces-visages-nexistent-dans-la-vraie-vie-vignette.png
[8] https://eduscol.education.fr/sti/si-ens-paris-saclay/ressources_pedagogiques/dossier-intelligence-artificielle
[9] https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/14519/14519-introduction-lapprentissage-profond-enspsb.pdf
[10] https://eduscol.education.fr/sti/si-ens-paris-saclay/ressources_pedagogiques/introduction-a-lapprentissage-automatique
[11] https://eduscol.education.fr/sti/lom-types-pedagogiques/cours-presentation
[12] https://eduscol.education.fr/sti/si-ens-paris-saclay/personne/de-matteis-ludovic
[13] https://eduscol.education.fr/sti/si-ens-paris-saclay/personne/janny-steeven
[14] https://eduscol.education.fr/sti/si-ens-paris-saclay/personne/nathan-solal
[15] https://eduscol.education.fr/sti/si-ens-paris-saclay/personne/shu-quartier-wenqi