Les données sont l'élément crucial de l'IA générative - À propos de l'importance des données pour l'IA

🌐📊 L'importance des données pour l'IA générative

Les données constituent l’épine dorsale de la technologie moderne et jouent un rôle essentiel dans le développement et le fonctionnement de l’IA générative. L'IA générative, également connue sous le nom d'intelligence artificielle, capable de créer du contenu (tel que du texte, des images, de la musique et même des vidéos), est actuellement l'un des domaines de développement technologique les plus innovants et les plus dynamiques. Mais qu’est-ce qui rend ce développement possible ? La réponse est simple : les données.

📈💡 Data : Le cœur de l'IA générative

À bien des égards, les données sont au cœur de l’IA générative. Sans de grandes quantités de données de haute qualité, les algorithmes qui alimentent ces systèmes ne seraient pas en mesure d’apprendre ou d’évoluer. Le type et la qualité des données utilisées pour entraîner ces modèles déterminent en grande partie leur capacité à produire des résultats créatifs et utiles.

Pour comprendre pourquoi les données sont si importantes, nous devons examiner le processus de fonctionnement des systèmes d’IA générative. Ces systèmes sont formés à l’aide du machine learning, notamment du deep learning. L’apprentissage profond est un sous-ensemble de l’apprentissage automatique basé sur des réseaux de neurones artificiels qui imitent le fonctionnement du cerveau humain. Ces réseaux reçoivent d’énormes quantités de données à partir desquelles ils peuvent reconnaître et apprendre des modèles et des connexions.

📝📚 Création de texte grâce à l'IA générative : un exemple simple

Un exemple simple est la création de texte à l’aide de l’IA générative. Pour qu’une IA soit capable d’écrire des textes convaincants, elle doit d’abord analyser une énorme quantité de données linguistiques. Ces analyses de données permettent à l’IA de comprendre et de reproduire la structure, la grammaire, la sémantique et les dispositifs stylistiques du langage humain. Plus les données sont diverses et étendues, mieux l’IA peut comprendre et reproduire différents styles et nuances linguistiques.

🧹🏗️ Qualité et préparation des données

Mais ce n’est pas seulement une question de quantité de données : la qualité est également cruciale. Les données de haute qualité sont propres, bien organisées et représentatives de ce que l'IA est censée apprendre. Par exemple, il ne serait pas utile d’entraîner une IA textuelle avec des données contenant principalement des informations erronées ou incorrectes. Il est tout aussi important de s’assurer que les données sont exemptes de biais. Les biais dans les données d'entraînement peuvent amener l'IA à produire des résultats biaisés ou inexacts, ce qui peut poser problème dans de nombreux cas d'utilisation, en particulier dans des domaines sensibles tels que la santé ou la justice.

Un autre aspect important est la diversité des données. L'IA générative bénéficie d'un large éventail de sources de données. Cela garantit que les modèles sont plus polyvalents et capables de répondre à une variété de contextes et de cas d’utilisation. Par exemple, lors de la formation d’un modèle génératif pour la production de texte, les données doivent provenir de différents genres, styles et époques. Cela donne à l'IA la capacité de comprendre et de générer une grande variété d'orthographe et de formats.

Outre l’importance des données elles-mêmes, le processus de préparation des données est également crucial. Les données doivent souvent être traitées avant de former l'IA afin de maximiser son utilité. Cela inclut des tâches telles que le nettoyage des données, la suppression des doublons, la correction des erreurs et la normalisation des données. Un processus de préparation des données soigneusement effectué contribue grandement à améliorer les performances du modèle d'IA.

🖼️🖥️ Génération d'images grâce à l'IA générative

La génération d’images est un domaine important dans lequel l’IA générative et l’importance des données sont particulièrement évidentes. Des techniques telles que les réseaux contradictoires génératifs (GAN) ont révolutionné les méthodes traditionnelles de génération d’images. Les GAN sont constitués de deux réseaux de neurones qui se font concurrence : un générateur et un discriminateur. Le générateur crée des images et le discriminateur évalue si ces images sont réelles (à partir d'un ensemble de données d'entraînement) ou générées (par le générateur). Grâce à cette compétition, le générateur s’améliore continuellement jusqu’à pouvoir produire des images d’une réalité trompeuse. Ici aussi, des données d'images étendues et diverses sont nécessaires pour permettre au générateur de créer des images réalistes et détaillées.

🎶🎼 Composition musicale et IA générative

L’importance des données s’étend également au domaine de la musique. Les IA musicales génératives utilisent de vastes bases de données de morceaux de musique pour apprendre les structures et les modèles caractéristiques de styles musicaux particuliers. Grâce à ces données, les IA peuvent composer de nouveaux morceaux de musique stylistiquement similaires aux œuvres de compositeurs humains. Cela ouvre des opportunités passionnantes dans l'industrie musicale, par exemple dans le développement de nouvelles compositions ou la production musicale personnalisée.

📽️🎬 Production vidéo et IA générative

Les données ont également une valeur inestimable dans la production vidéo. Les modèles génératifs sont capables de créer des vidéos qui semblent réalistes et innovantes. Ces IA peuvent être utilisées pour créer des effets spéciaux pour des films ou pour créer de nouvelles scènes pour des jeux vidéo. Les données sous-jacentes peuvent consister en des millions de clips vidéo contenant différentes scènes, perspectives et schémas de mouvement.

🎨🖌️ Art et IA générative

L’art est un autre domaine qui bénéficie de l’IA générative et de l’importance des données. Les modèles d'IA artistiques créent de superbes œuvres d'art inspirées des maîtres du passé ou introduisent des styles artistiques entièrement nouveaux. Ces systèmes sont formés sur des ensembles de données contenant des œuvres de différents artistes et époques pour capturer un large éventail de styles et de techniques artistiques.

🔒🌍 Éthique et protection des données

L’éthique joue également un rôle important en matière de données et d’IA générative. Étant donné que les modèles utilisent souvent de grandes quantités de données personnelles ou sensibles, les problèmes de confidentialité doivent être pris en compte. Il est important que les données soient utilisées de manière équitable et transparente et que la vie privée des individus soit protégée. Les entreprises et les instituts de recherche doivent s’assurer qu’ils traitent les données de manière responsable et que les systèmes d’IA qu’ils développent répondent aux normes éthiques.

En conclusion, les données sont un élément essentiel au développement et au succès de l’IA générative. Ils constituent non seulement la matière première dans laquelle ces systèmes puisent leurs connaissances, mais également la clé pour atteindre leur plein potentiel dans de nombreux domaines d'application. Grâce à une collecte, un traitement et une utilisation minutieux des données, nous pouvons garantir que les systèmes d’IA générative soient non seulement plus puissants et plus flexibles, mais également éthiques et sûrs. Le parcours de l’IA générative n’en est qu’à ses débuts et le rôle des données continuera à être central.

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Reinhard Heckel, professeur d'apprentissage automatique – Image : Astrid Eckert / TUM

📊💻 Les données constituent la base de l’IA. Pour la formation, on utilise des données librement accessibles sur Internet, qui sont fortement filtrées.

• Il est difficile d'éviter les distorsions lors de l'entraînement. Les modèles tentent donc de donner des réponses équilibrées et d’éviter les termes problématiques.
• La précision des modèles d’IA varie en fonction de l’application, chaque détail étant pertinent, entre autres, pour le diagnostic des maladies.
• La protection et la portabilité des données sont des défis dans le contexte médical.

Nos données sont désormais collectées partout sur Internet et sont également utilisées pour entraîner de grands modèles de langage tels que ChatGPT. Mais comment l’intelligence artificielle (IA) est-elle formée, comment s’assure-t-on qu’aucune distorsion, ce que l’on appelle des biais, ne se produise dans les modèles et comment la protection des données est-elle assurée ? Reinhard Heckel, professeur d'apprentissage automatique à l'Université technique de Munich (TUM), apporte des réponses à ces questions. Il fait des recherches sur les grands modèles de langage et les méthodes d'imagerie en médecine.

🔍🤖 Quel rôle jouent les données dans la formation des systèmes d'IA ?

Les systèmes d'IA utilisent les données comme exemples de formation. Les grands modèles linguistiques comme ChatGPT ne peuvent répondre qu'aux questions sur des sujets sur lesquels ils ont été formés.

La plupart des informations utilisées par les modèles linguistiques généraux pour la formation sont des données disponibles gratuitement sur Internet. Plus il y a de données d’entraînement pour une question, meilleurs sont les résultats. Par exemple, s’il existe de nombreux bons textes décrivant les connexions mathématiques pour une IA censée aider dans les tâches mathématiques, les données d’entraînement seront d’autant bonnes. Parallèlement, il existe actuellement de nombreux filtrages lors de la sélection des données. Parmi la grande masse de données, seules les bonnes données sont collectées et utilisées pour la formation.

📉🧠 Lors de la sélection des données, comment l'IA empêche-t-elle de produire, par exemple, des stéréotypes racistes ou sexistes, appelés biais ?

Il est très difficile de développer une méthode qui ne s’appuie pas sur des stéréotypes classiques et qui soit impartiale et juste. Par exemple, si l’on souhaite éviter que les résultats ne soient faussés en ce qui concerne la couleur de la peau, c’est relativement simple. Cependant, si le sexe est également ajouté à la couleur de la peau, des situations peuvent survenir dans lesquelles il n'est plus possible pour le modèle d'agir de manière totalement impartiale en ce qui concerne la couleur de la peau et le sexe en même temps.

La plupart des modèles linguistiques tentent donc de donner une réponse équilibrée aux questions politiques, par exemple, et d’éclairer de multiples perspectives. Lors des formations basées sur le contenu médiatique, la préférence est donnée aux médias répondant à des critères de qualité journalistique. De plus, lors du filtrage des données, on veille à ce que certains mots, par exemple racistes ou sexistes, ne soient pas utilisés.

🌐📚 Dans certaines langues, il y a beaucoup de contenu sur Internet, dans d'autres il y en a beaucoup moins. Comment cela affecte-t-il la qualité des résultats ?

La majeure partie d’Internet est en anglais. Cela permet aux grands modèles linguistiques de fonctionner mieux en anglais. Mais il existe également de nombreux contenus pour la langue allemande. Cependant, pour les langues moins connues et pour lesquelles il n’existe pas beaucoup de textes, il y a moins de données d’entraînement et les modèles fonctionnent donc moins bien.

La manière dont les modèles de langage peuvent être utilisés dans certaines langues peut être facilement observée car ils suivent ce que l'on appelle les lois de mise à l'échelle. Cela teste si un modèle de langage est capable de prédire le mot suivant. Plus il y a de données de formation, meilleur est le modèle. Mais non seulement la situation s’améliore, mais elle s’améliore également, comme on pouvait s’y attendre. Cela peut être facilement représenté par une équation mathématique.

💉👨‍⚕️ Quelle doit être la précision de l’IA dans la pratique ?

Cela dépend beaucoup du domaine d'application respectif. Pour les photos post-traitées à l'aide de l'IA, par exemple, peu importe que chaque cheveu soit au bon endroit à la fin. Il suffit souvent qu'une image soit belle au final. Même avec les grands modèles linguistiques, il est important que les questions reçoivent une bonne réponse ; il n'est pas toujours crucial que des détails soient manquants ou incorrects. En plus des modèles de langage, je fais également des recherches dans le domaine du traitement d'images médicales. Il est très important ici que chaque détail de l'image créée soit correct. Si j’utilise l’IA pour des diagnostics, cela doit être absolument correct.

🛡️📋 Le manque de protection des données est souvent évoqué à propos de l’IA. Comment est-on assuré que les données personnelles sont protégées, notamment dans un contexte médical ?

La plupart des applications médicales utilisent des données patient anonymisées. Le véritable danger réside désormais dans le fait qu’il existe des situations dans lesquelles des conclusions peuvent encore être tirées des données. Par exemple, l’IRM ou la tomodensitométrie peuvent souvent être utilisées pour retracer l’âge ou le sexe. Il y a donc des informations réellement anonymisées dans les données. Il est ici important de fournir suffisamment d’informations aux patients.

⚠️📊 Quelles autres difficultés y a-t-il lors de la formation de l’IA dans un contexte médical ?

Une difficulté majeure consiste à collecter des données qui reflètent de nombreuses situations et scénarios différents. L’IA fonctionne mieux lorsque les données auxquelles elle est appliquée sont similaires aux données d’entraînement. Cependant, les données diffèrent d'un hôpital à l'autre, par exemple en termes de composition des patients ou d'équipement qui génère les données. Il existe deux options pour résoudre le problème : soit nous parvenons à améliorer les algorithmes, soit nous devons optimiser nos données pour qu'elles puissent être mieux appliquées à d'autres situations.

👨‍🏫🔬 À propos de la personne :

Le professeur Reinhard Heckel mène des recherches dans le domaine de l'apprentissage automatique. Il travaille sur le développement d’algorithmes et de fondements théoriques pour l’apprentissage profond. L’accent est mis sur le traitement des images médicales. Il développe également le stockage de données ADN et travaille sur l'utilisation de l'ADN comme technologie de l'information numérique.

Il est également membre du Munich Data Science Institute et du Munich Center for Machine Learning.

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