Un nouveau cours plonge les étudiants diplômés en sciences humaines et sociales dans l'apprentissage automatique

Sep 03, 2023

Claire Dennis, étudiante diplômée à la Princeton School of Public and International Affairs, se plonge dans les mathématiques et le code informatique ce printemps. Alors qu'elle envisage d'entrer dans le monde de la politique - et non celui des algorithmes et de la programmation informatique - elle a estimé qu'il était important de se familiariser avec la façon dont la technologie transforme la façon dont nous traitons les connaissances.

"Nous regardons la technologie exploser, et les implications pour la politique sont énormes", a déclaré Dennis, qui se prépare à recevoir sa maîtrise en affaires publiques en mai. "J'ai entendu tellement de fois qu'il y a cette énorme déconnexion entre les décideurs et les ingénieurs, et il y a très peu de gens qui parlent les deux langues."

Dennis, qui envisage de poursuivre une carrière dans la politique technologique, comble son propre manque de connaissances grâce à un nouveau cours de troisième cycle, "Apprentissage automatique : une introduction pratique pour les humanistes et les spécialistes des sciences sociales". Le cours, enseigné par Sarah-Jane Leslie, professeur de philosophie de la classe de 1943, offre une introduction à «l'apprentissage en profondeur» pour les étudiants diplômés.

La classe suppose que les étudiants n'ont aucune connaissance approfondie du calcul ou de l'algèbre linéaire, ni aucune expérience préalable en matière de codage. À la fin du semestre, les étudiants étaient capables de coder eux-mêmes une variété de modèles, y compris des modèles de reconnaissance de langage et d'image, et ont acquis une appréciation des utilisations de l'apprentissage automatique dans les sciences humaines et sociales, en particulier. Les deux dernières semaines du cours se sont concentrées sur la compréhension du fonctionnement de modèles de langage complexes tels que ChatGPT.

"Ce cours est vraiment la meilleure opportunité pour moi de ne pas devenir programmeur, mais de me familiariser avec les modèles, avec les défis de ces modèles, les tensions ou les compromis communs, et de pouvoir être cet intermédiaire du mieux que je peux quand je serai diplômé", a déclaré Dennis. "Cela devient chaque jour plus pertinent."

Rachel Metzgar (à gauche), étudiante diplômée en psychologie, discute des applications de l'apprentissage automatique à ses propres recherches avec Sarah-Jane Leslie (à droite), professeure de philosophie de la classe de 1943, qui a offert ce printemps un cours sur l'apprentissage en profondeur.

Leslie, doyenne de la Graduate School de 2018 à 2021, a conçu le cours peu de temps après avoir quitté ce poste alors qu'elle réfléchissait à la manière de tirer parti de l'apprentissage automatique dans ses propres recherches. Le cours sera offert, encore une fois, au printemps prochain.

"C'est une frontière incroyablement excitante qui ouvre de nouvelles possibilités de recherche dans toutes les disciplines, et ce à un rythme incroyablement rapide", a déclaré Leslie. Leslie a été particulièrement inspirée par le travail de Marina Rustow, professeure Khedouri A. Zilkha de civilisation juive au Proche-Orient et professeur d'études et d'histoire du Proche-Orient,qui utilise l'apprentissage en profondeur et la vision par ordinateur pour identifier et transcrire un trésor de documents anciens grâce au projet Princeton Geniza.

"Même dans un domaine apparemment éloigné de l'apprentissage automatique, vous pouvez tirer parti de ces techniques pour faire de l'érudition qui n'a jamais été faite auparavant", a déclaré Leslie.

Leslie a estimé que peut-être 10 étudiants rejoindraient le cours, qui était plafonné à 25. Au lieu de cela, elle a inscrit 35 étudiants des quatre divisions universitaires de l'Université. Parmi ceux qui suivent le cours figurent des doctorants en littérature comparée, en études du Proche-Orient, en histoire, en politique, en psychologie, en neurosciences, en génie civil et environnemental, et en génie mécanique et aérospatial.

Quatre étudiants, dont Dennis, sont des étudiants diplômés de l'École des affaires publiques et internationales.

"Généralement, surtout au niveau universitaire, il y aura des prérequis assez lourds pour suivre un cours d'apprentissage automatique, donc le défi que je me suis lancé était d'essayer d'enseigner ce cours sans avoir besoin d'aucune formation en codage ou de mathématiques de niveau collégial", a déclaré Leslie. "Je le considère comme un cours de zéro à héros."

Des étudiants de diverses disciplines travaillent ensemble sur des problèmes de devoirs d'apprentissage automatique pendant une pause. Au premier plan : Nancy Tang (à droite), étudiante diplômée en politique, et Jamie Chiu (à gauche), psychologie. Contexte : João Carvalho (à droite) et Teddy Becker-Jacob (à gauche), tous deux étudiants diplômés en philosophie.

Étant donné que Leslie prévoyait d'enseigner aux étudiants sans expérience préalable en apprentissage automatique, elle avait besoin de développer une méthode par laquelle ils pourraient acquérir une compréhension rapide mais substantielle de la technologie et de ses utilisations.

Elle a lancé la classe avec un cours intensif sur Python, un langage de programmation utilisé dans l'apprentissage automatique. Au cours de nombreuses premières sessions, elle a démontré comment elle écrit du code tout en projetant son écran d'ordinateur pour que la classe puisse le voir, racontant chaque étape pendant qu'elle composait chaque ligne. De temps en temps, elle met en évidence les pièges potentiels, les bugs et les messages d'erreur, et comment y répondre, afin que les étudiants puissent suivre son processus de réflexion.

En plus d'enseigner aux étudiants comment coder, Leslie a également mené des discussions approfondies sur les opérations mathématiques de base qui rendent possible l'apprentissage automatique, ainsi que sur les concepts de base de la vision par ordinateur et du traitement de pointe du langage naturel. Tout au long de son parcours, elle a cherché à démystifier l'intelligence artificielle telle que ChatGPT en aidant les étudiants à comprendre comment ces modèles apprennent et fonctionnent réellement.

Dennis a déclaré que le cours est engageant et stimulant d'une manière différente de ses cours de politique, mais ce n'est pas si difficile qu'elle se retrouve en difficulté. "J'ai l'impression de m'être un peu surprise de voir à quel point j'ai suivi le rythme en tant que personne qui n'a absolument aucune expérience dans ce domaine", a-t-elle déclaré.

Chelsea Clark, étudiante diplômée en littérature comparée, a déclaré avoir été intriguée par le concept du cours après avoir entendu Leslie donner une conférence l'automne dernier au Centre for Digital Humanities (CDH).

"Il y a eu tellement de discussions au Center for Digital Humanities autour de grands modèles de langage", a déclaré Clark. "C'était probablement la plus grande motivation pour moi - être suffisamment à l'aise avec ces modèles pour pouvoir en parler dans leur contexte."

Clark a également réfléchi à ses perspectives de carrière après avoir obtenu un doctorat. "Je regarde les carrières technologiques et les carrières en dehors de la voie de la permanence", a-t-elle déclaré. "J'ai demandé à une personne du CDH qui est ingénieure en logiciel de recherche si elle embaucherait quelqu'un qui était autodidacte ou qui avait suivi un cours, et elle a dit qu'elle préférerait quelqu'un qui avait suivi un cours parce que même s'il ne sait pas tout, il sait où sont les lacunes dans son apprentissage."

Au minimum, Clark a déclaré qu'elle quitterait la classe avec une connaissance de l'apprentissage automatique et une compréhension de ses applications et utilisations.

Leslie a déclaré que l'un de ses espoirs est que le cours permettra à ses étudiants de devenir des collaborateurs plus fluides.

"Ma propre carrière de chercheur a impliqué une collaboration interdisciplinaire considérable, et mon expérience est qu'il est facile d'avoir le fantasme que deux personnes qui ne savent rien du travail de l'autre peuvent travailler ensemble de manière productive", a-t-elle déclaré. "Très souvent, il faut qu'au moins une des personnes ait une certaine maîtrise des disciplines de l'autre personne."

"J'espère que les étudiants voient ce cours comme un point de départ, pas comme un aboutissement", a-t-elle ajouté. "Je leur ai dit le premier jour, ce que je voulais plus que tout, c'était qu'ils ressentent un sentiment d'auto-efficacité pour sortir et en apprendre davantage sur l'apprentissage automatique, et qu'ils sentent qu'ils pouvaient naviguer dans ce domaine en plein essor."

Avec la rapidité avec laquelle l'intelligence artificielle, en particulier, évolue, il serait difficile d'amener un grand nombre d'étudiants à suivre les cours mathématiques et théoriques requis pour développer une expertise en apprentissage automatique, a déclaré Peter Ramadge, professeur d'ingénierie Gordon YS Wu, professeur de génie électrique et informatique et directeur du Center for Statistics and Machine Learning.

"Je pense que ce que fait Sarah-Jane, c'est qu'elle apporte l'apprentissage automatique à ces personnes qui vivent en dehors de l'étang de l'apprentissage automatique, et leur dit, écoutez, retroussons nos manches et faisons un exercice pratique ici et voyons comment tout cela fonctionne ", a déclaré Ramadge. "Et vous apprendrez à programmer en Python en cours de route, ce qui est, je pense, une bonne chose pour tout le monde ces jours-ci. J'espère que les gens verront 'Aha, ce n'est pas aussi mystérieux que je le pensais, et j'aimerais en savoir plus.'"

Benjamin Morison, professeur de philosophie et directeur du département, a déclaré qu'il était ravi lorsque Leslie a proposé pour la première fois l'idée du cours non seulement pour ses avantages pratiques, mais aussi comme un moyen d'élargir l'ensemble des compétences des étudiants diplômés, afin qu'ils soient des perspectives plus attrayantes pour les futurs employeurs.

Il était également logique qu'un tel cours soit enseigné par un membre de la faculté de philosophie, a-t-il dit, étant donné la longue tradition de philosophes qui ont une expertise dans des domaines adjacents, que ce soit la linguistique, la logique ou les mathématiques. "Les philosophes utilisent la philosophie comme une lentille pour réfléchir à ces expertises, et la philosophie se nourrit de connaissances dans d'autres domaines afin qu'elle puisse réfléchir sérieusement à la nature de la connaissance dans ces domaines", a déclaré Morison.

"J'ai pensé que Sarah-Jane était vraiment inspirée de voir que nos étudiants, s'ils veulent faire des progrès avec le genre de questions qui entourent l'IA, alors ils vont vraiment devoir comprendre ces technologies", a ajouté Morison. "Et bien sûr, cela vaut pour les autres universitaires humanistes et au-delà qui assistent à son séminaire. S'ils veulent tous progresser sur ces questions, ils doivent en connaître les rouages."