Post doc - ia embarquée inspirée des structures neuronales des insectes f/h

Votre rôle

Votre rôleest d’effectuerun travail de Post doc surl’IA embarquée inspirée des structures neuronales des insectesdans le cadre du projet ANR « From biological neural connectomes to embodied ultra-edge AI» (AAPG2023) qui a démarré en 2024.

Contexte global et problématique du sujet :
La prolifération d’équipements connectés (senseurs, caméras, …) et d’équipements mobiles, les enjeux énergétiques (e.g. batterie limitée, RSE), éthiques (e.g. confidentialité des données) ou techniques (e.g. latence) entraînent la nécessité d’embarquer les modèles d’IA (Edge AI) et de concevoir desmodèles frugaux en énergie et en complexité calculatoire.

Bien qu’ayant des systèmes neuronaux (connectome) depetite taille, les insectes peuvent réaliser destâches complexes(apprentissage, calculs, décision d’actions, …) avec des bilansénergétiques très faibleset trèspeu de données d’apprentissage.

Depuis peu, le connectome de certains insectes est connu en détail. Par exemple, le connectome complet de la larve de drosophile constitué de 3016 neurones et 548000 synapses est maintenant connu en détail. Des sous-circuits de ce connectome impliqués par exemple dans des tâches de décision ou de classification ont également été caractérisés. Le but du projet ANR est de tirer parti de ces récentes avancées en biologie pour concevoir de réseaux de neurones artificiels compacts et énergétiquement frugaux directement inspirés des structures et principes de fonctionnement découverts dans le connectomes d’insectes. Un accent sera mis lors du projet sur le développement et l’implémentation de SNN permettant la classification et la prédiction de séries temporelles.

Objectif scientifique :
L’objectif du travail de postdoc est de s’inspirer des structures neuronales des insectes pour produire des réseaux de neurones classiques (DNN) et spiking neural networks (SNN) qui soient à la fois hautement compressés et frugaux en énergie ainsi qu’en données d’apprentissage.

L’un des principaux verrous à lever est la formalisation d’une méthodologie permettant le transfert des connaissances et des résultats de biologie vers la réalisation de réseaux de neurones DNN et SNN. Vous réaliserez ce travail de formalisation en étroite collaboration avec les équipes de l’Institut Pasteur. Vous appliquerez ensuite cette méthodologie à la conception et à l’implémentation de réseaux de neurones DNN et SNN bio-inspirés et démontrerez la pertinence de l’approche par des tests approfondis de leurs performances (calculatoire et énergétique).