Séance de cours

Les neurosciences inspirent l’intelligence artificielle

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Dans cours

PHYS-754: Lecture series on scientific machine learning

This lecture presents ongoing work on how scientific questions can be tackled using machine learning. Machine learning enables extracting knowledge from data computationally and in an automatized way. We will learn on examples how this is influencing the v ...

Description

Cette séance de cours présente un article de synthèse sur l’intelligence artificielle inspirée des neurosciences, explorant la relation entre les neurosciences et les disciplines de l’IA. Il couvre le développement historique de l'apprentissage profond, de l'apprentissage par renforcement, des mécanismes d'attention, de la mémoire épisodique, de la mémoire de travail et de l'apprentissage continu. La séance de cours explore comment les concepts des neurosciences ont inspiré les algorithmes d’IA, tels que les mécanismes d’attention pour les tâches de classification d’objets et l’intégration de la mémoire épisodique pour améliorer l’apprentissage par renforcement. Il discute également de l’importance de la dopamine dans l’erreur de prédiction de la récompense et du rôle de la mémoire de travail dans les architectures d’IA. La présentation met en évidence l'influence continue des concepts de neurosciences sur la recherche en IA, en mettant l'accent sur l'inspiration fondamentale dérivée des réseaux neuronaux biologiques.

Enseignant·e·s (10)

Anne-Clémence Corminboeuf

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Liam Oliver Marsh, Pratham Pushparaj Deshmukh, Roel Christiaan M Raike, Thanapat Worakul, Osvaldo Hernandez Cuellar, Juliette Veronique Schleicher, Yannick Calvino Alonso, Sara Bassetta, Yuri Cho, Kelian Dietmar Marc Gaedecke, Guoyuan Liu A dirigé les thèses EPFL de Fabrice Avaltroni, Daniel Filipe Jana, Stephan Niklaus Steinmann, Jérôme Florian Gonthier, Riccardo Petraglia, Antonio Prlj, Laurent Alexis Clément Vannay, Alberto Fabrizio, Kun-Han Lin, Boodsarin Sa

Philippe Schwaller

Michele Ceriotti

Michele Ceriotti received his Ph.D. in Physics from ETH Zürich in 2010. He spent three years in Oxford as a Junior Research Fellow at Merton College. Since 2013 he leads the laboratory for Computational Science and Modeling in the Institute of Materials at EPFL. His research revolves around the atomic-scale modelling of materials, based on the sampling of quantum and thermal fluctuations and on the use of machine learning to predict and rationalize structure-property relations. He has been awarded the IBM Research Forschungspreis in 2010, the Volker Heine Young Investigator Award in 2013, an ERC Starting Grant in 2016, and the IUPAP C10 Young Scientist Prize in 2018.

David Richard Harvey

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Ethan Daniel Tregidga, Felix Francisco Vecchi Cours Lecture series on scientific machine learning PHYS-754 Ce cours présente des travaux sur la façon dont les questions scientifiques peuvent être abordées à l'aide de l'apprentissage automatique. L'apprentissage automatique permet d'extraire des connaissances à partir de données de manière automatisée. Nous apprendrons à partir d'exemples concrets.

Matthieu Wyart

Enseignement et PhD A dirigé les thèses EPFL de Riccardo Ravasio, Mario Geiger, Wencheng Ji, Leonardo Petrini, Umberto Maria Tomasini, Alessandro Favero Cours Systèmes complexes PHYS-343 Ce cours montre comment des concepts physiques connus (entropie, transitions de phase) et nouveaux (verres, percolation, réaction de type avalanche) peuvent être utilisés dans divers domaines (y compris l'informatique, les neurosciences, les sciences sociales).

Source officielle

Proximité ontologique

Psychologie

Basic psychology: Psychologie cognitive

Concepts associés (32)

Mémoire (psychologie)

thumb|350px|Les formes et fonctions de la mémoire en sciences. En psychologie, la mémoire est la faculté de l'esprit d'enregistrer, conserver et rappeler les expériences passées. Son investigation est réalisée par différentes disciplines : psychologie cognitive, neuropsychologie, et psychanalyse. thumb|Pyramide des cinq systèmes de mémoire. Le courant cognitiviste classique regroupe habituellement sous le terme de mémoire les processus dencodage, de stockage et de récupération des représentations mentales.

Baddeley's model of working memory

Baddeley's model of working memory is a model of human memory proposed by Alan Baddeley and Graham Hitch in 1974, in an attempt to present a more accurate model of primary memory (often referred to as short-term memory). Working memory splits primary memory into multiple components, rather than considering it to be a single, unified construct. Baddeley & Hitch proposed their three-part working memory model as an alternative to the short-term store in Atkinson & Shiffrin's 'multi-store' memory model (1968).

Apprentissage par renforcement

En intelligence artificielle, plus précisément en apprentissage automatique, l'apprentissage par renforcement consiste, pour un agent autonome ( robot, agent conversationnel, personnage dans un jeu vidéo), à apprendre les actions à prendre, à partir d'expériences, de façon à optimiser une récompense quantitative au cours du temps. L'agent est plongé au sein d'un environnement et prend ses décisions en fonction de son état courant. En retour, l'environnement procure à l'agent une récompense, qui peut être positive ou négative.

Neural network

A neural network can refer to a neural circuit of biological neurons (sometimes also called a biological neural network), a network of artificial neurons or nodes in the case of an artificial neural network. Artificial neural networks are used for solving artificial intelligence (AI) problems; they model connections of biological neurons as weights between nodes. A positive weight reflects an excitatory connection, while negative values mean inhibitory connections. All inputs are modified by a weight and summed.

Mémoire à long terme

En psychologie cognitive, la mémoire à long terme (MLT) est la mémoire qui permet de retenir, de manière illimitée, une information sur des périodes de temps très longues (années). La notion de MLT est un concept utilisé dans les modèles de mémoire qui distinguent plusieurs sous-systèmes en fonction du type d'information mémorisé et de la durée de rétention. La mémoire à long terme s'oppose ainsi au registre sensoriel (ou mémoire sensorielle), à la mémoire à court terme et à la mémoire de travail.

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Séances de cours associées (45)

Neuroscience et ML

Explore l'intersection entre les neurosciences et l'apprentissage automatique, en discutant de l'apprentissage profond, de l'apprentissage par renforcement, des systèmes de mémoire et de l'avenir du pont entre l'intelligence machine et l'intelligence humaine.

Le paysage d'optimisation de Convex caché des réseaux neuronaux profonds

Explore le paysage d'optimisation convexe caché des réseaux neuronaux profonds, montrant la transition des modèles non convexes aux modèles convexes.

Les neurosciences et l'IA : combler l'écart

Explore l'écart entre l'intelligence artificielle et l'intelligence humaine grâce à des modèles et des algorithmes inspirés par les neurosciences.

Comprendre l'apprentissage profond

Explore les fondamentaux de l'apprentissage profond, y compris la classification de l'image, les principes de travail du réseau neuronal et les défis de l'apprentissage automatique.

Modélisation de données dans les neurosciences: Meenakshi Khosla

Par Meenakshi Khosla explore la modélisation basée sur les données dans les neurosciences naturalistes à grande échelle, en mettant l'accent sur la représentation de l'activité cérébrale et les modèles de calcul.

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Concepts associés (32)

Mémoire (psychologie)

Baddeley's model of working memory

Apprentissage par renforcement

Neural network

Mémoire à long terme

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