CATIE-AQ/frenchKEYWORDS huggingface dataset:
Les structures en forme de tige sont omniprésentes dans le monde aujourd'hui. Désormais, prédire avec précision leur comportement pour l'ingénierie et les environnements virtuels est indispensable pour de nombreuses industries, notamment l'infographie, l'animation par ordinateur et la conception informatique. Dans ce mémoire, nous explorons un nouveau modèle de calcul pour les tiges élastiques qui exploite les données de simulation pour reproduire les effets de coque et de solide présents dans les tiges qui brisent les hypothèses de la théorie classique de la tige de Kirchhoff, présentant ainsi une voie d'amélioration possible pour de nombreux états de l'art techniques.  Notre approche consiste à prendre un ensemble de données de simulations à partir de solides volumétriques ou de coques pour former un nouveau modèle d'énergie définie positive polynomiale d'ordre élevé pour une tige élastique. Cette nouvelle énergie élargit la gamme des comportements des matériaux qui peuvent être modélisés pour la tige, permettant ainsi de capturer une plus large gamme de phénomènes. Afin de proposer et tester ce modèle, nous concevons un pipeline expérimental pour tester les limites de la théorie linéaire des tiges et étudier les géométries d'interface entre les cas coque à tige et  volume à coque pour observer les effets d'un modèle de matériau non linéaire et une section transversale non elliptique dans la déformation de la tige. Nous étudions également la relation entre la courbure de la tige et la déformation de la section transversale et la courbure pour introduire une modification sur le terme de flexion de l'énergie. Cela nous permet de reproduire à la fois le comportement de flexion asymétrique présent dans les poutres volumétriques minces et les poutres à coque avec des sections transversales non convexes. Des suggestions pour de nouvelles améliorations des modèles et des techniques expérimentales sont également données.

Mots-clés : Interface , Tiges , Coques , Structures Élancées , Élasticité Tridimensionnelle , Jeu de Données , Asymétrie , Interface , Simulation Physique , Tige de Kirchhoff , Non-Linéaire , Coupe Transversale , Matrice Définie Positive
En ces temps de pandémie Covid19, une énorme quantité de l’activité humaine est modifiée pour se faire à distance, notamment par des moyens électroniques. Cela rend plusieurs personnes et services vulnérables aux cyberattaques, d’où le besoin d’une éducation généralisée ou du moins accessible sur la cybersécurité. De nombreux efforts sont entrepris par les chercheurs, le gouvernement et les entreprises pour protéger et assurer la sécurité des individus contre les pirates et les cybercriminels. En raison du rôle important joué par les systèmes de recommandation dans la vie quotidienne de l'utilisateur, il est intéressant de voir comment nous pouvons combiner les systèmes de cybersécurité et de recommandation en tant que solutions alternatives pour aider les utilisateurs à comprendre les cyberattaques auxquelles ils peuvent être confrontés. Les systèmes de recommandation sont couramment utilisés par le commerce électronique, les réseaux sociaux et les plateformes de voyage, et ils sont basés sur des techniques de systèmes de recommandation traditionnels. Au vu des faits mentionnés ci-dessus, et le besoin de protéger les internautes, il devient important de fournir un système personnalisé, qui permet de partager les problèmes, d'interagir avec un système et de trouver des recommandations. Pour cela, ce travail propose « Cyberhelper », un système de recommandation de cybersécurité personnalisé basé sur des questions pour la sensibilisation à la cybersécurité. De plus, la plateforme proposée est équipée d'un algorithme hybride associé à trois différents algorithmes basés sur la connaissance, les utilisateurs et le contenu qui garantit une recommandation personnalisée optimale en fonction du modèle utilisateur et du contexte. Les résultats expérimentaux montrent que la précision obtenue en appliquant l'algorithme proposé est bien supérieure à la précision obtenue en utilisant d'autres mécanismes de système de recommandation traditionnels. Les résultats suggèrent également qu'en adoptant l'approche proposée, chaque utilisateur peut avoir une expérience utilisateur unique, ce qui peut l'aider à comprendre l'environnement de cybersécurité.

Mots-clés : Système de recommandation personnalisé , Cybersécurité , Utilisateur , Cyberattaques
La croissance exponentielle et les progrès de la technologie ont rendu très pratique le partage de données visuelles, d'images et de données vidéo par le biais d’une vaste prépondérance de platesformes disponibles. Avec le développement rapide des technologies Internet et multimédia, l’efficacité de la gestion et du stockage, la rapidité de transmission et de partage, l'analyse en temps réel et le traitement des ressources multimédias numériques sont progressivement devenus un élément indispensable du travail et de la vie de nombreuses personnes. Sans aucun doute, une telle croissance technologique a rendu le forgeage de données visuelles relativement facile et réaliste sans laisser de traces évidentes. L'abus de ces données falsifiées peut tromper le public et répandre la désinformation parmi les masses.  Compte tenu des faits mentionnés ci-dessus, la criminalistique des images doit être utilisée pour authentifier et maintenir l'intégrité des données visuelles. Pour cela, nous proposons une technique de détection passive de falsification d'images basée sur les incohérences de texture et de bruit introduites dans une image du fait de l'opération de falsification. De plus, le réseau de détection de falsification d'images (IFD-Net) proposé utilise une architecture basée sur un réseau de neurones à convolution (CNN) pour classer les images comme falsifiées ou vierges. Les motifs résiduels de texture et de bruit sont extraits des images à l'aide du motif binaire local (LBP) et du modèle Noiseprint. Les images classées comme forgées sont ensuite utilisées pour mener des expériences afin d'analyser les difficultés de localisation des pièces forgées dans ces images à l'aide de différents modèles de segmentation d'apprentissage en profondeur. Les résultats expérimentaux montrent que l'IFD-Net fonctionne comme les autres méthodes de détection de falsification d'images sur l'ensemble de données CASIA v2.0. Les résultats discutent également des raisons des difficultés de segmentation des régions forgées dans les images du jeu de données CASIA v2.0.

Mots-clés : Épissage d'images , Réseaux de neurones à convolution (CNN) , Motif binaire local (LBP)
Notre société est de plus en plus friande d’outils informatiques. Ce phénomène s’est particulièrement accru lors de cette dernière décennie suite, entre autres, à l’émergence d’un nouveau paradigme d’Intelligence Artificielle. Plus précisément, le couplage de deux techniques algorithmiques, les Réseaux de Neurones Profonds et la Descente de Gradient Stochastique, propulsé par une force de calcul exponentiellement croissante, est devenu et continue de devenir un atout majeur dans de nombreuses nouvelles technologies. Néanmoins, alors que le progrès suit son cours, certains se demandent toujours si d’autres méthodes pourraient similairement, voire davantage, bénéficier de ces diverses avancées matérielles. Afin de pousser cette étude, nous nous attelons dans ce mémoire aux Algorithmes Évolutionnaires et leur application aux Réseaux de Neurones Dynamiques, deux techniques dotées d’un grand nombre de propriétés avantageuses n’ayant toutefois pas trouvé leur place au sein de l’Intelligence Artificielle contemporaine. Nous trouvons qu’en élaborant de nouvelles méthodes tout en exploitant une forte puissance informatique, il nous devient alors possible de développer des agents à haute performance sur des bases de référence ainsi que d’autres agents se comportant de façon très similaire à des sujets humains sur le jeu vidéo Shinobi III : Return of The Ninja Master, cas typique de tâches complexes que seule l’optimisation par gradient était capable d’aborder jusqu’alors.

Mots-clés : Intelligence‌ ‌Artificielle , ‌Algorithmes‌ ‌Évolutionnaires , Réseaux‌ ‌de‌ ‌Neurones‌ ‌Artificiels
Le sens d’un mot est sujet à des variations au cours du temps. Nombre de phénomènes motivent ces modifications comme l’apparition de nouveaux objets ou les changements d’habitudes. Ainsi, un même mot peut se voir assigner un nouveau sens, retirer un sens, ou encore rester stable entre deux dates.  L’étude de la diachronie sémantique est un domaine s’intéressant à ces changements de sens. Les récents travaux sur la diachronie sémantique proposent des méthodologies pour le repérage de diachronies. Pour ce faire, ils s’appuient sur des textes issus de plusieurs périodes temporelles différentes, et grâce auxquels sont entrainés des modèles de langue. Un alignement des représentations obtenues, et une comparaison de celles de mots-cibles leur permet de conclure quant à leur changement de sens. Néanmoins, l’absence de jeu de données (dataset) de référence pour la validation de ces méthodes conduit au développement de méthodes de validation alternatives, suggérant notamment de s’appuyer sur les changements de sens recensés dans les dictionnaires traditionnels.  Le travail réalisé au cours de ma maitrise s’attache à exposer une réflexion sur les méthodes existantes de repérage des diachronies.  En nous appuyant sur un corpus journalistique couvrant l’ensemble du XXème siècle, nous proposons des méthodes complémentaires grâce auxquelles nous démontrons que les évaluations proposées font l’objet d’ambiguïtés. Celles-ci ne permettent dès lors pas de conclure quant à la qualité des méthodes. Nous nous sommes ensuite attachés à développer une méthodologie pour la construction d’un jeu de données de validation. Cette méthodologie tire parti d’un algorithme de désambiguïsation afin d’associer à tous les sens recensés d’un mot une date d’apparition au cours du temps. Nous proposons un jeu de données composé de 151 mots permettant d’évaluer le repérage de diachronies en français entre 1910 et 1990.

Mots-clés : diachronie , évaluation , validation , jeu de données , désambiguïsation de sens , dataset
Magic: The Gathering} est un jeu de cartes à collectionner stochastique à information imparfaite inventé par Richard Garfield en 1993. Le but de ce projet est de proposer un pipeline d'apprentissage machine permettant d'accomplir la détection et la localisation des cartes du jeu \textit{Magic} au sein d'une image typique des tournois de ce jeu. Il s'agit d'un problème de pose d'objets 2D à quatre degrés de liberté soit, la position sur deux axes, la rotation et l'échelle, dans un contexte où les cartes peuvent être superposées. À travers ce projet, nous avons développé une approche par données synthétiques à deux réseaux capable, collectivement d'identifier, et de régresser ces paramètres avec une précision significative. Dans le cadre de ce projet, nous avons développé un algorithme d'apprentissage profond par données synthétiques capable de positionner une carte avec une précision d'un demi pixel et d'une rotation de moins d'un degré. Finalement, nous avons montré que notre jeu de données synthétique est suffisamment réaliste pour permettre à nos réseaux de généraliser aux cas d'images réelles.

Mots-clés : Vision par ordinateur , Estimation de pose , Apprentissage machine , Apprentissage profond , Autoencodeurs , Réseaux convolutifs , Jeux de données synthétiques , Pose Estimation , Autoencoders
Les modèles d’apprentissage profond à large capacité ont souvent tendance à présenter de hauts écarts de généralisation lorsqu’ils sont entrainés avec une quantité limitée de données étiquetées. Dans ce cas, des réseaux de neurones très profonds et larges auront tendance à mémoriser les échantillons de données et donc ils risquent d’être vulnérables lors d’un léger décalage dans la distribution des données au moment de tester. Ce problème produit une généralisation pauvre lors de changements dans la répartition des données au moment du test. Pour surmonter ce problème, certaines méthodes basées sur la dépendance et l’indépendance de données ont été proposées. Une récente classe de méthodes efficaces pour aborder ce problème utilise plusieurs manières de contruire un nouvel échantillon d’entrainement, en mixant une paire (ou plusieurs) échantillons d’entrainement. Dans cette thèse, nous introduisons PatchUp, une régularisation de l’espace des caractéristiques au niveau des blocs dépendant des données qui opère dans l’espace caché en masquant des blocs contigus parmi les caractéristiques mappées, sélectionnés parmi une paire aléatoire d’échantillons, puis en mixant (Soft PatchUp) ou en échangeant (Hard PatchUp) les blocs contigus sélectionnés. Notre méthode de régularisation n’ajoute pas de surcharge de calcul significative au CNN pendant l’entrainement du modèle. Notre approche améliore la robustesse des modèles CNN face au problème d’intrusion du collecteur qui pourrait apparaitre dans d’autres approches de mixage telles que Mixup et CutMix. De plus, vu que nous mixons des blocs contigus de caractéristiques dans l’espace caché, qui a plus de dimensions que l’espace d’entrée, nous obtenons des échantillons plus diversifiés pour entrainer vers différentes dimensions. Nos expériences sur les ensembles de données CIFAR-10, CIFAR-100, SVHN et Tiny-ImageNet avec des architectures ResNet telles que PreActResnet18, PreActResnet34, WideResnet-28-10, ResNet101 et ResNet152 montrent que PatchUp dépasse ou égalise les performances de méthodes de régularisation pour CNN considérée comme état de l’art actuel. Nous montrons aussi que PatchUp peut fournir une meilleure généralisation pour des transformations affines d’échantillons et est plus robuste face à des attaques d’exemples contradictoires. PatchUp aide aussi les modèles CNN à produire une plus grande variété de caractéristiques dans les blocs résiduels en comparaison avec les méthodes de pointe de régularisation pour CNN telles que Mixup, Cutout, CutMix, ManifoldMixup et Puzzle Mix.  Mots clés: Apprentissage en profondeur, Réseau Neuronal Convolutif, Généralisation,Régularisation, Techniques de régularisation dépendantes et indépendantes des données, Robustesse aux attaques adverses.

Mots-clés : Apprentissage en profondeur , Réseau Neuronal Convolutif , Généralisation , Régularisation , Techniques de régularisation dépendantes et indépendantes des données , Robustesse aux attaques adverses
Un problème récurrent dans le domaine de la robotique est la difficulté à reproduire les résultats et valider les affirmations faites par les scientifiques. Les expériences conduites en laboratoire donnent fréquemment des résultats propres à l'environnement dans lequel elles ont été effectuées, rendant la tâche de les reproduire et de les valider ardues et coûteuses. Pour cette raison, il est difficile de comparer la performance et la robustesse de différents contrôleurs robotiques. Les environnements substituts à faibles coûts sont populaires, mais introduisent une réduction de performance lorsque l'environnement cible est enfin utilisé. Ce mémoire présente nos travaux sur l'amélioration des références et de la comparaison d'algorithmes (``Benchmarking'') en robotique, notamment dans le domaine de la conduite autonome.   Nous présentons une nouvelle platforme, les Autolabs Duckietown, qui permet aux chercheurs d'évaluer des algorithmes de conduite autonome sur des tâches, du matériel et un environnement standardisé à faible coût. La plateforme offre également un environnement virtuel afin d'avoir facilement accès à une quantité illimitée de données annotées. Nous utilisons la plateforme pour analyser les différences entre la simulation et la réalité en ce qui concerne la prédictivité de la simulation ainsi que la qualité des images générées. Nous fournissons deux métriques pour quantifier l'utilité d'une simulation et nous démontrons de quelles façons elles peuvent être utilisées afin d'optimiser un environnement proxy.

Mots-clés : Robotique , Simulation , Conduite autonome , Références et comparaisons , Apprentissage automatique , Science reproductible , Apprentissage par imitation , Benchmarking
Plusieurs avancées utilisant le discours obtenu de la tâche de description d’image ont été réalisées dans la détection de la maladie d’Alzheimer (AD). L’utilisation de caractéristiques linguistiques et acoustiques sélectionnées manuellement ainsi que l’utilisation de méthodologies d’apprentissage profond ont montré des résultats très prometteurs dans la classification des patients avec AD. Dans ce mémoire, nous comparons les deux méthodologies sur la scène Cookie Theft du Boston Aphasia Examination en entrainant des modèles avec des caractéristiques sélectionnées à partir des extraits textuels et audio ainsi que sur un modèle d’apprentissage profond BERT. Nos modèles sont entrainés sur l’ensemble de données ADReSS challenge plus récent et évaluées sur l’ensemble de données CCNA et vice versa pour mesurer la généralisation des modèles sur des exemples jamais vus dans des ensembles de données différents. Une évaluation détaillée de l’interprétabilité des modèles est effectuée pour déterminer si les modèles ont bien appris les représentations reliées à la maladie. Nous observons que les modèles ne performent pas bien lorsqu’ils sont évalués sur différents ensembles de données provenant du même domaine. Les représentations apprises des modèles entrainés sur les deux ensembles de données sont très différentes, ce qui pourrait expliquer le bas niveau de performance durant l’étape d’évaluation. Même si nous démontrons l’importance des caractéristiques linguistiques sur la classification des AD vs contrôle, nous observons que le meilleur modèle est BERT avec un niveau d’exactitude de 62.6% sur les données ADReSS challenge et 66.7% sur les données CCNA.

Mots-clés : Traitement automatique des langues , Apprentissage machine , Maladie d'Alzheimer , Apprentissage par transfert
Des mesures de confiance calibrées et fiables sont un prérequis pour la plupart des systèmes de perception robotique car elles sont nécessaires aux modules de fusion de capteurs et de planification qui interviennent plus en aval. Cela est particulièrement vrai dans le cas d’applications où la sécurité est essentielle, comme les voitures à conduite autonome. Dans le contexte de l’apprentissage profond, l’incertitude prédictive est classée en incertitude épistémique et incertitude aléatoire. Il existe également une incertitude distributionnelle associée aux données hors distribution. L’incertitude aléatoire représente l’ambiguïté inhérente aux données d’entrée et est généralement irréductible par nature. Plusieurs méthodes existent pour estimer cette incertitude au moyen de structures de réseau modifiées ou de fonctions de perte. Cependant, en général, ces méthodes manquent de calibration, ce qui signifie que les incertitudes estimées ne représentent pas fidèlement l’incertitude des données empiriques. Les approches actuelles pour calibrer l’incertitude aléatoire nécessitent soit un "ensemble de données de calibration", soit de modifier les paramètres du modèle après l’apprentissage. De plus, de nombreuses approches ajoutent des opérations supplémentaires lors de l’inférence. Pour pallier à ces problèmes, nous proposons une méthode simple et efficace d’entraînement d’un régresseur neuronal calibré, conçue à partir des premiers principes de la calibration. Notre idée maîtresse est que la calibration ne peut être réalisée qu’en imposant des contraintes sur plusieurs exemples, comme ceux d’un mini-batch, contrairement aux approches existantes qui n’imposent des contraintes que sur la base d’un échantillon. En obligeant la distribution des sorties du régresseur neuronal (la distribution de la proposition) à ressembler à unedistribution cible en minimisant une divergence f , nous obtenons des modèles nettement mieuxcalibrés par rapport aux approches précédentes. Notre approche, f -Cal, est simple à mettre en œuvre ou à ajouter aux modèles existants et surpasse les méthodes de calibration existantes dansles tâches réelles à grande échelle de détection d’objets et d’estimation de la profondeur. f -Cal peut être mise en œuvre en 10-15 lignes de code PyTorch et peut être intégrée à n’importe quel régresseur neuronal probabiliste, de façon peu invasive. Nous explorons également l’estimation de l’incertitude distributionnelle pour la détection d’objets, et employons des méthodes conçues pour les systèmes de classification. Nous établissons un problème d’arrière-plan hors distribution qui entrave l’applicabilité des méthodes d’incertitude distributionnelle dans la détection d’objets.

Mots-clés : Estimation de l'incertitude aleatorique , Apprentissage probabiliste , Vision robotique , Estimation de l'incertitude
La modularité est un enjeu important en programmation, surtout quand on l’enrichit avec des preuves, comme dans les langages avec des types dépendants. Typer est un tel langage, et afin d’augmenter sa modularité et de lui ajouter un moyen de faire la surcharge d’opérateurs, on s’inspire d’Agda et Coq et on l’étend avec les arguments instances, qui généralisent les classes de types de Haskell. Un aspect qui distingue notre conception est que comme Typer généralise les définitions, la généralisation des contraintes de classe est grandement facilitée. Pour pouvoir faire les preuves de lois de classes, on doit également ajouter l’élimination dépendante des types inductifs au langage, dont certains aspects sont en retour facilités par les arguments instances. Sur la base de ces deux fonctionnalités, on offre également une solution au problème de la cécité booléenne, tel que décrit par Harper.

Mots-clés : polymorphisme ad hoc , classes de types , types dépendants , métaprogrammation
Les algorithmes actuels d'apprentissage profond par renforcement (RL) sont encore très spécifiques à leur tâche et n'ont pas la capacité de généraliser à de nouveaux environnements. L'apprentissage tout au long de la vie (LLL), cependant, vise à résoudre plusieurs tâches de manière séquentielle en transférant et en utilisant efficacement les connaissances entre les tâches. Malgré un regain d'intérêt pour le RL tout au long de la vie ces dernières années, l'absence d'un banc de test réaliste rend difficile une évaluation robuste des algorithmes d'apprentissage tout au long de la vie. Le RL multi-agents (MARL), d'autre part, peut être considérée comme un scénario naturel pour le RL tout au long de la vie en raison de sa non-stationnarité inhérente, puisque les politiques des agents changent avec le temps. Dans cette thèse, nous présentons un banc de test multi-agents d'apprentissage tout au long de la vie qui prend en charge un paramétrage à la fois zéro et quelques-coups. Notre configuration est basée sur Hanabi - un jeu multi-agents partiellement observable et entièrement coopératif qui s'est avéré difficile pour la coordination zéro coup. Son vaste espace stratégique en fait un environnement souhaitable pour les tâches RL tout au long de la vie. Nous évaluons plusieurs méthodes MARL récentes et comparons des algorithmes d'apprentissage tout au long de la vie de pointe dans des régimes de mémoire et de calcul limités pour faire la lumière sur leurs forces et leurs faiblesses. Ce paradigme d'apprentissage continu nous fournit également une manière pragmatique d'aller au-delà de la formation centralisée qui est le protocole de formation le plus couramment utilisé dans MARL. Nous montrons empiriquement que les agents entraînés dans notre environnement sont capables de bien se coordonner avec des agents inconnus, sans aucune hypothèse supplémentaire faite par des travaux précédents. Mots-clés: le RL multi-agents, l'apprentissage tout au long de la vie.

Mots-clés : Hanabi , le RL multi-agents , L’apprentissage tout au long de la vie