Modèle impulsionnel de réseau de neurones artificiels, codage et architecture dans une application de reconnaissance d’émotions

Sujet de stage recherche de master 2

Equipe : DART/Émeraude

Responsable HDR : Pierre Boulet

Encadrant : Philippe Devienne

Contexte : L’équipe Émeraude s’intéresse aux architectures bio-inspirées qui ont le potentiel de prendre le relais des architectures à base de transistors pour poursuivre l’amélioration des performances des ordinateurs après la fin de la loi de Moore. Récemment des équipes de nano-électroniciens on proposé de nouveaux composants, les memristors, dont il a été démontré qu’ils pouvaient se comporter comme des synapses biologiques. L’idée est d’utiliser ces nano-composants pour faire des réseaux de neurones artificiels. Nous développons un simulateur de tels réseaux et étudions leur intégration comme accélérateurs dans une architecture classique. Cette étude se fait en essayant de remplacer un réseau de neurones logiciel par une simulation d’un réseau à base de nano-composants dans une application de vision par ordinateur.

Problématique : Ce sujet vise à étudier le couplage entre un code écrit dans un langage de programmation classique et un accélérateur neuro-inspiré de type réseau de neurones utilisant des nano-composants. La problématique concerne le codage de l’information (d’un codage binaire à un codage impulsionnel temporel), le choix de l’architecture et l’apprentissage (mécanisme STDP non supervisé).

Travail à réaliser : Le travail attendu correspond à une étude expérimentale du codage de l’information et de l’architecture d’un réseau de neurones artificiel à base de nanocomposants de type memristif. Ce travail sera basé sur une étude bibliographique et sur l’utilisation et la configuration d’un simulateur de réseaux de neurones impulsionnels. Il s’appuiera sur une application de reconnaissance d’émotions dans des vidéos issue de l’équipe FOX du LIFL. Il s’agira d’étudier la possibilité de remplacer le réseau de type perceptron multicouches utilisé actuellement par un réseau impulsionnel artificiel et éventuellement de quantifier les gains potentiels en temps de calcul et en consommation énergétique.

Compétences requises : intérêt pour une recherche inter-disciplinaire à l’interface de l’informatique, des nanotechnologies et de la biologie ; goût pour le travail expérimental ; la connaissance du langage Scala serait un plus.

Bibliographie :

Financement : indemnités de stage (environ 430 € par mois sur la durée du stage)

Lieu d’accueil : IRCICA

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