De nouvelles solutions grâce aux algorithmes autodidactes

Le dispositif Étoiles montantes vise à accompagner les jeunes chercheur∙es des Pays de la Loire en leur donnant les moyens de développer leur projet de recherche. Une aide dont va bénéficier Olivier Goudet, maître de conférences en informatique et membre du Laboratoire d'étude et de recherche en informatique d’Angers (Leria), pour son projet DeepMeta.

Le peuple Zetetikos, perdu dans l’espace, cherche une planète idéale à coloniser. Cette planète doit satisfaire un certain nombre de critères pour être habitable. A bord de leur vaisseau spatial, les membres de l’équipage naviguent dans ce vaste espace sans direction précise, jusqu’à ce qu’ils leur viennent l’idée de guider cette recherche par une intelligence artificielle capable de cartographier l’espace, et ainsi identifier les nouvelles zones les plus prometteuses à explorer.

Cette situation – fictive - illustre le projet de recherche mené par Olivier Goudet et les membres du Leria les deux prochaines années. DeepMeta vise en effet à développer une nouvelle génération de méthodes « intelligentes » capables de mieux résoudre des problèmes combinatoires complexes et difficiles qui résistent aux procédés actuels.

« Ces dernières années, l’utilisation de méthodes de deep learning et d’apprentissage par renforcement pour résoudre des problèmes d’optimisation a connu un intérêt grandissant dans la communauté scientifique, inspirée par les avancées spectaculaires et très médiatisées qui ont eu lieu récemment pour les jeux combinatoires comme le jeu de Go (algorithme AlphaZero), précise Olivier Goudet, qui bénéficie d’un financement de près de 100 000 euros dans le cadre du dispositif Étoiles montantes. Dans un monde où l’énergie, l’environnement, la santé et le bien-être économique posent des défis sans cesse croissants, une solution obtenue grâce à une nouvelle méthode plus puissante peut avoir un impact considérable. »

A la recherche de la bonne solution

La configuration d’un algorithme efficace pour un problème donné est cependant une tâche complexe car les paramètres et caractéristiques du problème ne sont pas forcément connus au départ.

Les chercheur∙es du laboratoire vont alors utiliser des techniques modernes issues de l’intelligence artificielle et proposer de nouvelles architectures d’algorithmes (appelés métaheuristiques) qui pourront être déployées sur un supercalculateur régional ou national, afin de les tester sur des problèmes difficiles qui n’ont jamais été encore résolus. « Notre approche d’apprentissage est basée sur les réseaux de neurones, qui fonctionnent un peu comme un cerveau : plus ils apprennent, plus ils pourront guider la recherche de l’algorithme vers une bonne solution, souligne le maître de conférences, qui ambitionne aussi de préparer son Habilitation à diriger des recherche (HDR). Le développement de cette nouvelle génération de méthodes permettra au Leria, qui est déjà en pointe dans le domaine de l’optimisation combinatoire depuis une vingtaine d’années, de renforcer cette visibilité au niveau national et international. Tous ces résultats pourront soutenir la candidature de mon futur projet ERC. »