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Un réseau de neurones expliqué avec des mots

Après cette leçon: Je peux dire avec des mots ce qu’est un réseau de neurones.

Leçon de 40 minAucune commande

Qui lit les chèques à la banque ?

Vous déposez un chèque rempli à la main. Quelques secondes plus tard, la banque a lu le montant. Personne ne l’a tapé.

Votre téléphone reconnaît aussi votre visage, et votre messagerie trie les courriels indésirables.

Derrière ces outils, il y a souvent un réseau de neurones. Ce n’est ni un cerveau ni de la magie : ce sont des multiplications et des additions, en très grand nombre.

À la fin de cette leçon

Remarque

Je peux dire avec des mots ce qu’est un réseau de neurones.

Mots-clés

MotCe que ça veut dire
Neurone artificielun petit calcul qui transforme plusieurs nombres en un seul
Poidsl’importance donnée à une entrée
Seuilla valeur à dépasser pour répondre oui
Coucheun groupe de neurones qui calculent en même temps
Réseau de neuronesdes couches de neurones reliées entre elles
Apprentissage profondl’apprentissage avec un réseau à nombreuses couches

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Un neurone fait une somme pondérée

Un neurone artificiel reçoit plusieurs nombres, ses entrées. Il multiplie chacun par un poids, qui dit son importance. Il additionne le tout : c’est la somme pondérée.

Puis il compare cette somme à un seuil. Au-dessus, il répond 1. Sinon, il répond 0.

Exemple : un service client veut savoir s’il faut rappeler un client après son avis.

Exemple travaillé : rappeler ce client ?

EntréeValeurPoidsValeur × poids
Mots négatifs dans l’avis236
Étoiles manquantes sur 5428
Commandes cette année313
Somme pondérée17
Comparée au seuil de 1217 dépasse 12 : sortie 1, rappeler

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Calculez la sortie d’un neurone

Code: python
# Un neurone qui décide s'il faut rappeler un client après son avis
# Entrées : mots négatifs, étoiles manquantes, commandes cette année
entrees = [2, 4, 3]
poids = [3, 2, 1]   # l'importance donnée à chaque entrée
seuil = 12

somme = 0
for i in range(len(entrees)):
    somme = somme + entrees[i] * poids[i]

print("Somme pondérée :", somme)
if somme > seuil:
    print("Sortie : 1, rappeler le client")
else:
    print("Sortie : 0, pas de rappel")

# Mettez les deux premiers poids à 1, puis relancez.
# Le neurone demande-t-il encore un rappel ?

Des couches combinent des motifs simples

Un seul neurone ne sait pas grand-chose. Un réseau en relie des milliers, rangés en couches.

Chaque couche reçoit les sorties de la précédente. Pour lire un chiffre sur un chèque, la première couche repère des traits. La suivante assemble ces traits en boucles et en barres. La dernière décide de quel chiffre il s’agit.

Avec beaucoup de couches, on parle d’apprentissage profond.

Apprendre, c’est régler les poids

Au départ, les poids sont choisis au hasard. Le réseau se trompe beaucoup.

Après chaque erreur sur un exemple, on modifie un peu chaque poids. Le but est de se tromper un peu moins la fois suivante.

On répète cela des millions de fois. Il faut donc beaucoup d’exemples et des machines puissantes, souvent avec des cartes graphiques.

Un modèle simple ou un réseau profond

QuestionModèle simpleRéseau profond
Exemples nécessairesDes centaines ou des milliersSouvent des millions
MatérielUn ordinateur portableDes cartes graphiques, parfois des jours
Expliquer une réponsePlutôt facileDifficile
Bon pourDes tableaux de chiffresImages, son et texte

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Une erreur fréquente

Attention

Beaucoup pensent qu’un réseau de neurones pense comme un cerveau humain. Il n’emprunte que le mot « neurone ». Il ne fait que des calculs avec des poids réglés sur des exemples. Hors de ce que ses exemples contenaient, il peut se tromper avec assurance.

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