Avec Giotto l'intelligence artificielle s'exprime en trois dimensions

Les chercheurs utilisent l’intelligence artificielle pour résoudre des questions complexes, mais ce n’est pas une science limpide : ce que l’IA peut calculer dépasse souvent notre compréhension, et soulève des questions de fiabilité et de confiance pour l’utilisateur. « Les algorithmes deviennent de plus en plus complexes et il est très difficile de comprendre comment ils travaillent, et donc de faire confiance aux solutions apportées ou de prévoir quand ces algorithmes pourraient se tromper », explique ainsi Matteo Caorsi, responsable scientifique au sein de la start-up Learn To Forecast (L2F), issue de l’EPFL.

Des formes cachées dans les données
Pour répondre à ce problème, la start-up a opté pour une approche intuitive basée sur la science des formes. C’est ainsi qu’est né le projet Giotto, une librairie open source et gratuite qui ambitionne de révolutionner l’utilisation du machine learning. «L’être humain comprend mieux les formes et les couleurs que les nombres et les équations, c’est pourquoi nous pensons que la science des formes, la topologie, permettra de construire un nouveau langage entre l’IA et l’utilisateur », souligne Aldo Podestà, CEO de L2F.

Concrètement, Giotto propose un ensemble d’outils qui implémente des algorithmes inspirés de la topologie pour répondre aux lacunes actuelles du machine learning. Nul besoin de maîtriser la théorie mathématique, l’utilisateur a un outil clé en main pour faire apparaître des structures jusqu’ici cachées dans un ensemble de données. « Les bases de ce nouveau type d’AI sont les graphes et leur version multidimensionnelle, c’est-à-dire des objets géométriques permettant de trouver les structures essentielles dans les données », explique Thomas Boys, cofondateur de L2F.

Jusqu’ici, les algorithmes utilisés en machine learning cherchent la performance au détriment d’une compréhension plus profonde de la nature des résultats. « Giotto aide à trouver le squelette qui sous-tend toutes les relations entre les données, et donc permet de mieux les comprendre et d’en extraire le sens avec plus de précision », souligne Thomas Boys. Le projet tire son nom de Giotto di Bondone, peintre du 13e siècle qui a pour la première fois introduit la perspective dans ses tableaux. La start-up L2F espère apporter un changement de paradigme similaire appliqué à la science des données en alliant le machine learning et la topologie.

Ouvrir de nouvelles perspectives
Pour développer Giotto, ses créateurs ont notamment collaboré avec des chercheurs de l’EPFL qui utilisent la topologie au quotidien, comme la professeure Kathryn Hess Bellwald, responsable du Laboratoire pour la topologie et les neurosciences. « L'un des grands avantages de Giotto est qu'en raison de sa simplicité d’utilisation, il sera possible pour les scientifiques de tous les domaines de l’utiliser comme partie intégrante de leur boîte à outils pour le machine learning, ce qui devrait mener à de nouvelles perspectives dans de nombreux domaines », se réjouit-elle.

Learn to Forecast (L2F) est une start-up fondée en 2017 à l’EPFL dont l’objectif est d’utiliser l’intelligence artificielle pour répondre à des problématiques très variées. L2F a levé 3 millions de francs via 4FO Ventures pour le développement de la librairie Giotto, et compte aujourd’hui 25 employés.