L’Université Adventiste du Sud forme un modèle d’IA pour classifier les dents de dinosaures

Un système d’apprentissage profond aide les chercheurs à analyser et à classifier les découvertes.

16 Décembre 2024 | Collegedale, Tennessee, États-Unis | Gabriella Grundy, Université Adventiste du Sud

Les paléontologues nous aident à comprendre l’histoire de la vie sur terre grâce à leur étude des fossiles, qu’ils identifient manuellement en examinant la géométrie des fossiles et d’autres caractéristiques. Mais que se passerait-il s’ils disposaient d’un moyen plus rapide, plus simple et plus efficace de classifier ces anciennes traces de vie ?

Le département de Biologie et de Santé Paramédicale et l’École d’Informatique de l’Université Adventiste du Sud (Southern Adventist University) ont collaboré sur un projet qui utilise l’intelligence artificielle (IA) pour identifier les dents de dinosaures. Le projet applique la forme d’IA connue sous le nom d’apprentissage profond, qui utilise des réseaux neuronaux artificiels pour apprendre à partir de données et résoudre des problèmes complexes.

Harvey Alférez, professeur et directeur du Centre pour l’Innovation et la Recherche en Informatique (CIRC) à l’École d’Informatique, et Keith Snyder, président du département de Biologie et de Santé Paramédicale, ont commencé à formuler l’idée du projet à l’automne 2022. Ils voulaient explorer la possibilité d’utiliser la technologie d’apprentissage profond pour classifier des images de dents de dinosaures. Cela signifiait saisir des images de dents pour entraîner le modèle à classifier une image, puis attribuer l’image à un groupe en fonction du type de dent reconnu par le modèle.

L’un des étudiants universitaires d’Harvey Alférez à l’époque, Jacob Bahn, était à la recherche d’un projet pour sa thèse de maîtrise, alors Harvey Alférez l’a officiellement invité à prendre le projet en octobre 2022.

« J’étais super intrigué par le projet, même si je n’avais jamais travaillé auparavant avec la technologie d’apprentissage profond, » a déclaré Jacob Bahn. À partir d’un ensemble de données de 487 images de la collection de dents microfossiles de Pectinodon bakkeri de Keith Snyder, obtenues lors de fouilles de dinosaures dans le Wyoming, aux États-Unis, Jacob Bahn a commencé à collecter des données.

Jacob Bahn a d’abord organisé des valeurs numériques basées sur certaines caractéristiques des dents de dinosaures dans un fichier avant d’exécuter des algorithmes d’apprentissage automatique sur celui-ci. Il a ainsi pu créer trois classifications différentes de dents. Ensuite, ces groupements ont été utilisés pour former un modèle d’apprentissage profond qui classifierait automatiquement les images. Quatre-vingt pour cent des images de Keith Snyder ont été utilisées pour la formation, et après un processus de nettoyage, les 20 pour cent restants ont été utilisés pour valider le modèle.

Le modèle d’apprentissage profond a été formé sur le nouveau serveur GPU de l’École d’Informatique, qui a été acheté grâce aux fonds d’une subvention de recherche accordée par le Concile Foi et Science de la Conférence Générale des adventistes du septième jour, ainsi qu’aux dons de la Journée des Dons 2022 à l’Université Adventiste du Sud.

Les résultats de la validation sont prometteurs, avec 71 pour cent d’exactitude, 71 pour cent de précision, 70,5 pour cent de rappel et un score F1 de 70,5 pour cent, ce qui indique la fiabilité de la manière dont le modèle a été utilisé dans ce contexte. Hervey Alférez, Jacob Bahn et Keith Snyder continuent de réviser et de modifier la thèse originale de Jacob Bahn dans le but de la faire examiner par des pairs et de la publier dans une revue universitaire.

Jacob Bahn travaille actuellement comme ingénieur logiciel pour la Tennessee Valley Authority et a déclaré qu’il était ravi de continuer à travailler sur le projet de l’Université Southern. « C’est un sujet de discussion intéressant dans ma carrière, » a-t-il dit. « J’ai toujours été un passionné en quelque sorte lorsqu’il s’agit de technologie, et pourquoi ne pas y ajouter les dinosaures ? »

Les deux professeurs ont déclaré qu’il s’agissait de la première collaboration de ce type à la Southern, une université adventiste du septième jour qui se trouve à Collegedale, dans le Tennessee, aux États-Unis. « La nature de ce projet nécessite beaucoup de données, ce que l’équipe de biologie peut fournir, » a déclaré Harvey Alférez. « Ensuite, le traitement de ces données c’est notre affaire, le côté informatique des choses. »

Keith Snyder est du même avis. « Pour un projet comme celui-ci, il est essentiel d’avoir l’expertise dans les deux domaines pour atteindre l’objectif. »

Selon Harvey Alférez et Keith Snyder, ce projet collaboratif a ouvert la porte pour que l’École d’Informatique et le Département de Biologie et de Santé Paramédicale mettent en place des initiatives supplémentaires, dans le but de proposer davantage d’opportunités d’apprentissage aux étudiants.

« Nous vivons à l’ère de l’IA, » a déclaré Harvey Alférez. « Grâce à ces projets, les étudiants sont en mesure de générer de nouvelles connaissances et d’acquérir la préparation nécessaire pour des emplois dans lesquels l’IA est très recherchée. »

La version originale de cet article a été publiée sur le site d’informationsde la Southern Adventist University.

Traduction: Patrick Luciathe