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C2MINES-01 | MODELES DE PROCESSUS GENERATIFS - THEORIE DE LA CONCEPTION

MODELES DE PROCESSUS GENERATIFS - THEORIE DE LA CONCEPTION
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Français
Mines Paris
II. Objectifs;
Les enjeux socio-économiques contemporains (changement climatique, montée des inégalités, nouvelles mobilités,e tc.) exigent des managers, ingénieurs et scientifiques qu?ils maîtrisent non seulement les raisonnements d?inférence, de déduction, d?optimisation et de décision mais aussi les raisonnements de générativité, ie la capacité de générer avec rigueur des alternatives meilleures. ;
Ces logiques génératives, indispensables aux décisions collectives contemporaines, se retrouvent aussi bien dans la créativité que dans certains raisonnements mathématiques (extension de corps), dans les inventions des ingénieurs et dans les découvertes des scientifiques, dans les oeuvres des designers et des artistes comme dans certains outils de data science (generative modelling, generative AI,?). Dans toutes ces situations il s?agit de concevoir, avec plus ou moins de systématisme et de rigueur, des entités nouvelles, auparavant inconnues, tout en tenant compte des savoirs accumulés.
;
Les avancées de la science de la conception permettent aujourd?hui d?étudier systématiquement, avec un même langage unificateur, des processus génératifs qui pouvaient paraître (à tort) très éloignées. S?appuyant sur ces résultats, le cours vise un triple objectif : ;
- Assimiler les bases théoriques du raisonnement génératif ;
- Maîtriser plusieurs méthodes de conception associées et savoir les appliquer sur thèmes d?innovation et des ?grand challenges? contemporains (réalisation de référentiels C-K);
- Permettre de comprendre, évaluer voire améliorer les processus génératifs dans des domaines variées, aussi bien les algorithmes génératifs de la data science que les méthodes génératives des designers du Bauhaus. ;
Le cours étudie d?abord la théorie générale de la conception, construite a partir des processus génératifs en univers clos (théorie de la décision, machine learning) et généralisée aux univers ouverts (general design theory, axiomatic design, C-K design theory). ;
Dans un second temps on analyse les propriétés spécifiques des processus génératifs dans les situations où des modèles sont disponibles (IA générative ans le cas des réseaux neuronaux et dans le cas des algorithmes évolutionnaires) ou bien des langages sont disponibles (conception systématique, axiomatic design, general design theory, coupled design process?). ;
Dans un troisième temps on approfondit les fondements formels des processus génératifs en étudiant le cas de la conception d?objets mathématiques (extensions de corps, forcing, topos). ;
Dans un dernier temps on étudie des régimes de générativité spécifiques (en étudiant des modèles de générativité avec des structures de K particulières) :
génération de décision (C-K / Decision) ; patrimoine de création (C-K/topos) ;
expansion fonctionnelle et conception générique (C-K/matroid). ;

Pour chaque cours, on favorise une notion principale et une application associée. Notion et application sont présentées en cours puis mises en pratiques lors de TD et d?études de cas. Deux intervenants permettant d?approfondir certains aspects de la générativité. En 2023 sont déjà pressentis : ;
- Jean-Baptiste Mouret, INRIA, présentera les avancées en data science générative, notamment les algorithmes évolutionnaires de type Novelty search et Map Elite. ;
- Etienne Decencière, MINES ParisTech CMM, présentera les avancées en détection d?anomalies en machine learning.

 
Un examen final permet l?évaluation. Il comporte trois parties : ;
? un questionnaire sur les principales notions vues au cours de la semaine ;
? le développement d?un raisonnement de conception, sur la base des théories et méthodes vues en cours. ;
? La réalisation d?un référentiel C-K (prolongement et synthèse des exercices faits en cours)

 
Le cours ne nécessite pas de prérequis.

 
LE MASSON Pascal

 
Pascal Le Masson ;
Benoit Weil