Apprentissage supervisé et non supervisé : Quelles différences ?

Introduction

L’intelligence artificielle (IA) et le machine learning (apprentissage automatique) sont partout autour de nous, que ce soit dans les systèmes de recommandation en ligne, les assistants vocaux, la reconnaissance faciale ou encore la conduite autonome. Mais comment fonctionnent ils réellement ? Comment apprennent ils de nos comportements, de nos préférences et de nos interactions ? L’IA utilise différents types d’apprentissage, parmi lesquels l’apprentissage supervisé et l’apprentissage non supervisé jouent un rôle de premier plan. Vous, en tant qu’experts, êtes certainement familiers avec ces termes, mais avez-vous vraiment quelles sont les différences entre ces deux types d’apprentissage ? Si non, cet article est pour vous !

Principe et fonctionnement de l’apprentissage supervisé

L’apprentissage supervisé est un processus d’apprentissage dans lequel on fournit à l’algorithme un ensemble de données d’entrée (les données) avec leurs résultats correspondants (les étiquettes). L’objectif est d’entraîner un modèle de machine learning à comprendre la relation entre les données d’entrée et les résultats, afin qu’il puisse prédire le résultat d’une nouvelle donnée d’entrée.

Pour être plus clair, imaginez que vous voulez dresser un chien. Vous lui donnez un ordre (la donnée d’entrée) et vous lui montrez comment réagir (l’étiquette). Avec suffisamment d’entraînement, le chien apprendra à associer l’ordre avec la réaction appropriée. Il pourra alors réagir correctement à l’ordre même sans que vous lui montriez comment le faire.

Classification et régression : deux applications majeures

La classification et la régression sont deux types de problèmes que l’apprentissage supervisé tente de résoudre. La classification est utilisée lorsque l’objectif est de prédire une étiquette de classe spécifique. Par exemple, dans un filtrage de spam par e-mail, l’IA doit classer chaque e-mail comme “spam” ou “non-spam”.

La régression, en revanche, est utilisée lorsque l’objectif est de prédire une valeur continue. Par exemple, l’IA peut être utilisée pour prédire le prix d’une maison en fonction de caractéristiques telles que sa taille, son emplacement, son âge, etc.

Principe et fonctionnement de l’apprentissage non supervisé

Contrairement à l’apprentissage supervisé, l’apprentissage non supervisé fonctionne sans étiquettes. C’est-à-dire que l’algorithme apprend à partir d’un ensemble de données d’entrée sans connaître les résultats correspondants. L’objectif est de découvrir des structures, des modèles ou des relations cachées dans les données.

Pour reprendre l’analogie du chien, imaginez que vous laissez votre chien explorer librement son environnement. Le chien apprendra à reconnaître différents objets, à comprendre leur utilité, et à se comporter de manière appropriée sans que vous ayez à lui donner d’ordres ou à lui montrer comment réagir.

Le clustering et la détection d’anomalies : deux applications majeures

Le clustering est une technique d’apprentissage non supervisé qui consiste à regrouper des points de données similaires. Par exemple, l’IA peut utiliser le clustering pour segmenter des clients en différents groupes en fonction de leurs comportements d’achat.

La détection d’anomalies, en revanche, est utilisée pour identifier des points de données qui se démarquent des autres. Par exemple, l’IA peut utiliser la détection d’anomalies pour repérer une activité de carte de crédit suspecte.

L’apprentissage par renforcement, un autre type d’apprentissage

L’apprentissage par renforcement n’est ni supervisé ni non supervisé, mais il mérite d’être mentionné. Dans l’apprentissage par renforcement, un agent apprend à effectuer des actions dans un environnement afin de maximiser une certaine récompense. Il explore l’environnement, fait des erreurs, apprend de ses erreurs et s’adapte pour améliorer ses performances.

Par exemple, l’IA peut utiliser l’apprentissage par renforcement pour apprendre à jouer à un jeu. Au début, l’IA fait beaucoup d’erreurs et perd souvent. Cependant, chaque erreur est une occasion d’apprendre. Au fil du temps, l’IA s’adapte et améliore ses performances jusqu’à ce qu’elle devienne très compétente, voire meilleure que les joueurs humains.

Le monde de l’apprentissage machine est vaste et complexe, mais avec ces informations, vous serez mieux armés pour comprendre les différentes méthodes d’apprentissage et leur utilisation dans l’IA.

La réduction de dimensionnalité : une application majeure

Au-delà du clustering et de la détection d’anomalies, une autre application majeure de l’apprentissage non supervisé est la réduction de dimensionnalité. Cette technique consiste à diminuer le nombre de variables aléatoires prises en compte pour simplifier l’analyse.

Dans un monde de plus en plus connecté, nous collectons des volumes considérables de données, souvent avec de nombreux attributs. Par exemple, dans le domaine de la santé, des milliers de variables peuvent être collectées sur un patient, allant de ses signes vitaux à son génome complet. L’analyse de ces ensembles de données massifs peut être complexe et chronophage pour les algorithmes d’apprentissage.

C’est là qu’intervient la réduction de dimensionnalité. Cette technique, basée sur l’apprentissage non supervisé, permet de transformer les données d’origine en un nouvel ensemble de données de moindre dimension, plus facile à gérer pour les algorithmes d’apprentissage. Cette transformation se fait de manière à conserver l’information essentielle contenue dans les données initiales.

En résumé, la réduction de dimensionnalité peut être une étape cruciale dans le processus de machine learning, permettant de simplifier les jeux de données complexes et de faciliter l’entraînement des modèles d’apprentissage.

Apprentissage supervisé vs non supervisé : quelles implications pour l’avenir de l’IA ?

L’avènement de l’intelligence artificielle (IA) a ouvert de nouvelles perspectives dans de nombreux domaines, de la médecine à la finance, en passant par le marketing et l’automatisation industrielle. Dans ce contexte, l’apprentissage supervisé et non supervisé, avec leurs différentes applications, jouent un rôle central.

L’apprentissage supervisé, avec sa capacité à prédire des résultats à partir de données étiquetées, a déjà montré son potentiel dans des domaines comme le diagnostic médical, la détection de fraudes ou la recommandation de produits. Cependant, l’obtention de données d’entrainement de qualité et en quantité suffisante peut parfois représenter un défi.

De son côté, l’apprentissage non supervisé, qui permet de découvrir des structures cachées dans les données, offre des opportunités intéressantes dans des domaines où la quantité de données est trop grande ou trop complexe pour être étiquetée. C’est le cas par exemple dans l’analyse de signaux biologiques, la détection d’anomalies dans des flux de données massifs, ou encore la personnalisation de l’expérience utilisateur dans les services en ligne.

Enfin, l’apprentissage par renforcement, qui consiste à apprendre par essai et erreur, ouvre de nouvelles perspectives, notamment dans le domaine des jeux vidéo, de la robotique, ou encore de l’automatisation des tâches complexes.

Conclusion

Pour conclure, l’apprentissage supervisé et l’apprentissage non supervisé sont deux types d’apprentissage essentiels en machine learning. Si l’apprentissage supervisé permet de prédire des résultats à partir de données étiquetées, l’apprentissage non supervisé offre la possibilité d’extraire des informations pertinentes de larges ensembles de données non étiquetées.

Ces deux types d’apprentissage, aux méthodes et aux applications différentes, sont complémentaires et constituent les piliers de l’intelligence artificielle. En comprenant leurs différences et leurs spécificités, nous pourrons mieux exploiter leurs potentiels et faire avancer le domaine de l’IA.

Enfin, il est important de noter que l’apprentissage supervisé et l’apprentissage non supervisé ne sont pas les seules formes d’apprentissage en machine learning ; d’autres types, comme l’apprentissage par renforcement, offrent également de nombreuses possibilités et continuent d’évoluer rapidement.

Grâce à ces différentes méthodes, l’IA se perfectionne de jour en jour, promettant des avancées significatives dans de nombreux domaines. Alors, restez connectés pour suivre les dernières évolutions de cette technologie passionnante !

FAQ