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Références
Machine Learning / apprentissage automatique

Exemples d'utilisation d'algorithmes d'apprentissage automatique

Situation : catégoriser des élèves et des exercices.

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Résultats aléatoires

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Choisissez le nombre d'élèves et le nombre de résultats à des exercices fictifs à créer.

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K-Means

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Catégoriser des élèves selon leurs résultats

Téléchargez un fichier au format .CSV afin de regrouper des élèves selon leurs résultats. La première colonne doit contenir leur nom (ou toute autre chaîne de caractères permettant de les distinguer) et les colonnes suivantes doivent contenir leurs notes. Exemple :

tester K-Means

K-Means

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Catégoriser des exercices selon les résultats des élèves

Téléchargez un fichier au format .CSV afin de regrouper des élèves selon leurs résultats. La première colonne doit contenir leur nom (ou toute autre chaîne de caractères permettant de les distinguer) et les colonnes suivantes doivent contenir leurs notes. Exemple :

tester K-Means

Aperçu de quelques algorithmes d'apprentissage automatique

Illustrations : Wikipedia.

Variables

  • Variables qualitatives ou catégorielles : Représentent des états et prennent la forme d'étiquettes.
  • Variables quantitatives : Mesurent avec des nombres. Valeurs discrètes (valeurs finies) ou continues (valeurs infinies).
    • sont des étiquettes sont des valeurs
    ne se suivent pas nominales
    (nom, sexe, ...)    		 de ratios
    (distance, durée, ...)
    se suivent ordinales
    (1er, 2ème, échelle de Likert, ...)    		 d'intervalles
    (date, température, ...)

    Terminologie


    supervisé
    Des exemples sont fournies à l'algorithme par le chercheur.
    classification
    Variables qualitatives (catégorielles) : catégories fournies par le chercheur. Génère des valeurs discrètes.
    regression
    Variables quantitatives : estimer les relations entre variables. Génère des valeurs continues.
    non-supervisé
    Les exemples ne sont pas fournis à l'algorithme.
    association
    Variables qualitatives : découvrir les regroupements entre variables.
    clustering
    Variables quantitatives : les catégories sont générées par l'algorithme.
    type d'apprentissage : supervisé
    type d'organisation : classification

    K-NEAREST NEIGHBORS

    Classification par proximité

    La méthode des k plus proches voisins catégorise les objets en fonction de leur proximité mutuelle, les considèrant alors comme similaires.
    Paramètres : étiquettes des catégories et valeurs des objets.

    tester K-nearest neighbors

    type d'apprentissage : supervisé
    type d'organisation : classification

    NAIVE BAYES

    Classification par caractéristiques

    La classification naïve bayésienne catégorise les objets en fonction de leurs caractéristiques. Les caractéristiques de chaque catégorie sont indépendantes les unes des autres.
    Paramètres : étiquettes des catégories et caractéristiques des objets.

    tester Naive Bayes

    type d'apprentissage : supervisé
    type d'organisation : regression

    LEAST SQUARES

    Dégager la tendance des données

    La méthode des moindres carrés ("Least Squares") prend en compte une série d'objets afin d'en déduire une fonction.
    Paramètres : caractéristiques des objets et étiquettes correspondantes.

    tester Least Squares

    type d'apprentissage : non-supervisé
    type d'organisation : association

    A-PRIORI

    Compléter un assortiment

    Associe les objets en fonction des caractéristiques récurrentes.
    Paramètres : listes complètes d'objets et une liste incomplète.

    tester A-priori

    type d'apprentissage : non-supervisé
    type d'organisation : clustering

    K-MEANS CLUSTERING

    Regroupement par proximité

    Répartit des objets en plusieurs groupes (ou clusters). Est pris en compte la distance d'un objet par rapport à la moyenne des positions des objets du groupe.
    Paramètres : coordonnées des objets et nombre de groupes (clusters).

    tester K-Means clustering

    type d'apprentissage : non-supervisé
    type d'organisation : clustering

    DBSCAN CLUSTERING

    Regroupement par proximité et quantité

    "Density-based spatial clustering of applications with noise" répartit les objets en plusieurs groupes (clusters) selon la distance les séparant, leur densité et un nombre minimum d'objets voisins pour y considérer l'un d'eux comme le centre.
    Paramètres : epsilon = distance maximale autorisée entre deux objets; minPoints = nombre minimal d'objets voisins.

    tester DBSCAN clustering

    Exemples

    K-NEAREST NEIGHBORS NAIVE BAYES LEAST SQUARES A-PRIORI K-MEANS CLUSTERING DBSCAN CLUSTERING
    échantillon de ratios
    [[1, 3], [1, 4], [2, 4], [3, 1], [4, 1], [4, 2]]    		 de ratios
    [[5, 1, 1], [1, 5, 1], [1, 1, 5]]    		 ordinales
    [[60], [61], [62], [63], [65]]    		 nominales
    [['alpha', 'beta', 'epsilon'], ['alpha', 'beta', 'theta'], ['alpha', 'beta', 'epsilon'], ['alpha', 'beta', 'theta']]    		 de ratios
    [[1, 1], [8, 7], [1, 2], [7, 8], [2, 1], [8, 9]]    		 de ratios
    [[1, 1], [8, 7], [1, 2], [7, 8], [2, 1], [8, 9]]
    étiquettes nominales
    ['a', 'a', 'a', 'b', 'b', 'b']    		 nominales
    ['a', 'b', 'c']
    valeurs de ratios
    [3.1, 3.6, 3.8, 4, 4.1]
    question [3, 2] [3, 1, 1] [64] ['alpha','theta'] epsilon = 2, minSamples = 3
    réponse b a 4.06 beta [0=>[[1, 1], ...], 1=>[[8, 7], ...]] [0=>[[1, 1], ...], 1=>[[8, 7], ...]]

    Références

    Lortet, A. (2019). Apprentissage automatique [Application en ligne]. Repéré à https://ml.galexie.com

    Les algorithmes utilisés proviennent de la bibliothèque PHP-ML d'Arkadiusz Kondas.

    Kondas, A. (2016). Fresh approach to Machine Learning in PHP. Repéré à https://github.com/php-ai/php-ml