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On the applications of Alphafold AI

On the applications of Alphafold AI

Alphafold is an AI designed to predict protein folding, therefore it can make predictions based on probabilities, according to the deep learning the program has been through, about the form/structure of proteins. Before briefly explaining the problem with protein folding and the role of Alphafold, we will see what uses this AI can have.

To make it simple, proteins go through four stages of folding : a primary structure of amino acids that forms a secondary helix/pleated sheet structure that itself folds (third stage), plus we have to take into account the possible folding occurring between multiple amino acids sequences, when a protein is made of multiple. The problem with all of this folding is that it requires a highly technical knowledge about thermodynamics and interatomic forces and possibly process thousands of folding points in a single protein. It is then extremely complicated for a human being to predict a protein structure. until 2018, the solution to predict those structures was to use expensive and long processes such as xray crystallography or nuclear magnetic resonance.

For that reason, Deepmind has been developing Alphafold, an AI that can predict protein structure when given the amino acid sequence. Alphafold has been trained on over 170,000 proteins whose structures are already identified. The newest version, Alphafold2 (2020) has a success rate of more than 90%. Roughly, Alphafold2 uses an attention mechanism rather than convolutions, which means some entry elements are given more computing power. With this mechanism, Alphafold computes step by step the relations between amino acids and takes isolated portions of the protein to compare them to similar already computed sequences. The prediction of Alphafold2 takes place in two steps : first makes graphs to compute the possible structure then it translates them in a 3d model.

As You can expect, Alphafold2 opens a new door to research. Indeed, easily and quickly computing protein structures allows researchers to study ANY protein. It can especially improve our understanding of proteins which need to have precise shapes to bind with the molecule they act on. To give a more appealing example, Alphafold2 was used to predict structures of proteins of SarsCov2 (the virus of Covid19) in early 2020, which leads researches on how the virus breaks out of host cells it replicates in. To give one more application of Alphafold2, researchers also use it in the genetic domain, as it can help them understand the genesis of proteins within the cell from mRNA, which means understanding with more detail how DNA regulates the internal machinery of a cell.

For nerds, here’s a good, albeit brain melting, video.

More sources :

https://en.wikipedia.org/wiki/AlphaFold

https://en.wikipedia.org/wiki/Protein_structure_prediction

This post was made by Johanny Titouan, 23/09/2023.

Exemple de plan pour la soutenance de stage de fin d’études de M2

Exemple de plan pour la soutenance de stage de fin d’études de M2

Au moment de préparer ma soutenance de stage, je ne savais pas par où commencer et j’aurais bien aimé avoir au moins un exemple auquel me référer pour éviter d’oublier des éléments attendus par le jury. Je ne pense pas être le seul étudiant à avoir été dans cette situation là.

Ayant eu un retour positif par le jury sur la construction de ma soutenance, je souhaite partager dans cet article l’esprit et le plan de cette dernière en espérant que cela pourra être utile à d’autres étudiants qui, comme moi, auraient besoin d’un coup de pouce pour commencer.

Cette soutenance a pour objectif de présenter le travail réalisé durant le stage ainsi que remettre ce dernier dans le contexte de l’entreprise. Cet objectif est bien défini sur l’espace de cours concernant les stages et alternances.

Avant d’aborder le contenu, il est important que la soutenance possède un fil conducteur clair afin que le jury puisse la suivre et la comprendre dans son entièreté. Il doit être capable de comprendre clairement l’environnement d’évolution de l’étudiant (l’entreprise et l’équipe par exemple) ainsi que la mission qui lui a été confié, ce qu’il a pu en réaliser et ce qu’elle a pu lui apporter.
Etant une soutenance de fin de master, le public est censé connaître les termes informatiques courants. Cependant je recommande vivement de définir les termes spécifiques au stage ou à la bonne compréhension de la soutenance lorsque cela est nécessaire.

Ma soutenance s’est déroulée en 4 parties :

  1. L’entreprise et l’équipe
  2. La mission
  3. Le travail réalisé
  4. La conclusion

Dans la première partie il s’agit de présenter brièvement mais clairement l’entreprise : ce qu’elle est, ce qu’elle fait et où je me situe dans celle-ci. Mon cas étant une grande entreprise, j’ai également présenté l’équipe qui m’a accueilli, notamment son activité et les enjeux auxquels elle répond. Cette partie permet au jury de bien comprendre l’environnement d’évolution de l’étudiant mais également de vérifier que ce dernier s’est intéressé à son environnement.

En ce qui concerne la mission, il est évident que le sujet doit être explicité. Il est cependant très important de la remettre dans son contexte : pourquoi cette mission existe ? A quoi sert-elle ? A qui ? Quels sont les enjeux pour l’équipe et/ou l’entreprise ? … En plus de comprendre l’objectif de la mission, le jury doit bien comprendre son utilité et son impact pour l’entreprise. En effet l’entreprise ne prend pas l’étudiant en stage par charité.
J’ai également ajouté dans cette partie l’environnement technique que j’ai utilisé et propre à ma mission ainsi que la méthodologie de travail suivie. Ceci permet au jury de comprendre avec quoi et comment l’étudiant a travaillé. Il n’est pas nécessaire de décrire spécifiquement les technologies mais plutôt décrire brièvement à quoi elles ont servies (gestion de projet, développement, hébergement, etc), ce n’est pas le point principal de la présentation et si le jury souhaite revenir dessus il le fera dans la partie des questions.

Le travail réalisé au cours du stage est la partie la plus importante de la soutenance mais c’est également la partie que je peux le moins généraliser car propre à chacun. Pour ma part j’ai essayé de suivre une certaine chronologie de la réalisation du stage.
J’ai commencé par parler rapidement de la prise en main du projet, des choix techniques et fonctionnels réalisés et de la planification initiale. Puis j’ai présenté la réalisation des différents aspects de ma mission avec leurs problématiques et les solutions que j’ai mis en place. Ensuite j’ai évoqué l’état du projet à la fin de mon stage, le reste à faire et la documentation que j’ai rédigé. J’ai finalement clos cette partie sur les réalisation autres que ma mission (formations, visites, etc).
Il s’agit donc de mettre en avant le travail réalisé par l’étudiant. Il doit être attentif à la clarté des explications, à utiliser un vocabulaire positif (mettre en avant la réalisation et éviter ce qui n’a pas été fait) et éviter les détails inutiles qui perturberaient la compréhension du jury.

La conclusion quant à elle doit faire un bilan du stage en termes de problématiques rencontrées (techniques ou non) et d’apports professionnels et personnels de celui-ci. Je conseille également de rappeler les objectifs de la mission et indiquer s’ils ont été atteints, ce qui permet de raccrocher le jury au fil conducteur de la soutenance. Attention cependant à éviter des phrases négatives dans la conclusion.
Une ouverture sur la vie professionnelle future peut être également la bienvenue.

Il est d’usage, à la fin de la présentation, de remercier l’université et l’entreprise et/ou l’équipe d’avoir permis la réalisation du stage.

Je mets à disposition mes diapositives de ma soutenance en guise d’exemple. Les diapos sont plutôt simples et n’ont pas d’effet « Waouh ! » mais elle sont fonctionnelles, claires et concises. Aussi certaines contiennent des informations que je n’ai pas énoncé à l’oral (celle sur les chiffres de l’entreprise par exemple). Cette façon d’utiliser les diapos peut être intéressantes pour donner des informations tout en gagnant du temps et en gardant l’intérêt du jury.

Presentation-Finale-Damien-Dallon-OrangeTélécharger

NB : J’ai particulièrement beaucoup de diapos pour une soutenance de 15-20min 🙂

La sœur est la mère de ses frères

La sœur est la mère de ses frères

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Hier soir, je regardais très distraitement l’épisode de « Faites entrer l’accusé » sur Chantal Ternik, quand un avocat a retenu mon attention avec cet énoncé :

La fille ainée [de Chantal] était devenue un peu la mère de ses deux frères.

Je trouve vraiment magique qu’un cerveau humain inattentif soit capable à la fois de comprendre instantanément, sans effort et sans erreurs une phrase aussi complexe tout en ayant vaguement conscience des pièges qu’il a machinalement évités.

Dans « la fille ainée de Chantal », on comprend que Chantal est la mère de X et que X est une femme. Par défaut, on considère que la relation « mère de » fait référence à un grand nombre de sous-relations : hérédité génétique, rapports légaux (droits et devoirs), liens affectifs, éducatifs, etc.

Jusqu’ici, tout va bien.

La suite est plus déroutante car, au regard de la loi de la plupart des pays, comme au regard de l’évolution des espèces, on ne peut pas être « un peu » le parent de quelqu’un. Il y a bien une alternative, mais elle est binaire : on est parent ou on ne l’est pas. Enfin, il ne nous paraît pas possible qu’une personne puisse « devenir » la mère biologique d’enfants déjà nés, qui plus est d’une autre mère et qui se révèle, par-dessus le marché, être la sienne. Nos arbres généalogiques imploseraient dans cette stupéfiante mise en abîme.

Notre cerveau doit donc trouver très rapidement une issue à cette crise : il en déduit que la première référence à la maternité est biologique ou légale, mais que la deuxième évocation ne fait cette fois référence qu’aux seules éducatives, affectives et de protection. Et là, les pièces du puzzle s’agencent parfaitement : la fille ainée de Chantal est donc ce qu’on appelle une « mère de substitution » pour ses deux frères.

C’est magique.

Le revers de la médaille, c’est que si notre cerveau est si bien entraîné à faire ce genre de calculs, c’est parce qu’il discute en permanence avec d’autres cerveaux dotés des mêmes superpouvoirs. Donc, la plupart du temps, nous n’avons pas besoin d’être très précis et explicite pour nous faire comprendre de nos semblables. De nos semblables. Pas des machines que nous avons conçu.

En effet, si nous avons réussi à doter nos ordinateurs de superpouvoirs que nous ne possédions pas, nous peinons encore leur transmettre ceux que nous possédons.

C’est pourquoi tout au long de vos études en informatique, vous devrez déployer beaucoup d’attention, d’entraînement et de patience pour vous faire comprendre de vos machines. Bon courage et bonne rentrée 2023-2024 à toutes et tous !

MeloScan – Projet intégrateur CMI

MeloScan – Projet intégrateur CMI


Le projet MeloScan est une initiative innovante qui vise à créer une application mobile capable de numériser des partitions musicales imprimées en utilisant la technologie de reconnaissance optique de musique (ROM), et inversement, convertir des fichiers audio en partitions musicales. L’application permet également de séparer les pistes audio pour créer une partition de musique pour chaque instrument entendu simultanément.

Dans cet article, nous allons vous présenter les principales fonctionnalités de l’application MeloScan, ainsi que les défis et les opportunités qu’elle offre pour les musiciens, les enseignants, les étudiants et les amateurs de musique.

Qu’est-ce que la reconnaissance optique de musique (ROM) ?

La reconnaissance optique de musique (ou ROM), et en anglais Optical Music Recognition (ou OMR) est l’application de techniques de reconnaissance optique de caractères (OCR) aux partitions musicales imprimées, afin de les transformer en fichiers informatiques éditables ou jouables. Une fois capturée sous une forme interne, la musique peut être enregistrée dans les formats de fichiers couramment utilisés, comme MusicXML pour la partition et MIDI pour la lecture.

La reconnaissance optique de musique étant complexe, on décompose généralement le problème en plusieurs étapes successives :

  • L’identification des lignes de la portée
  • L’identification des graphèmes musicaux
  • La classification des symboles musicaux
  • L’analyse sémantique musicale

La ROM présente plusieurs avantages par rapport à la saisie manuelle ou à l’utilisation d’un clavier MIDI :

  • Elle permet de gagner du temps et de réduire les erreurs de transcription
  • Elle facilite l’accès à des partitions rares ou anciennes qui ne sont pas disponibles en format numérique
  • Elle offre la possibilité de modifier, d’annoter, de transposer ou d’arranger la musique selon ses besoins
  • Elle favorise le partage et la diffusion de la musique sur le web ou les réseaux sociaux
compte-rendu-partition-magiqueTélécharger

L’équipe : Thaha CHAHBI, Gabriel VIAR–RAMON, Ilias AIT MOH, Anthony AROSARENA, Fhad ZAKARIA

The Impacts of Technology on Learning in Higher Education

The Impacts of Technology on Learning in Higher Education

I attended my first conference about the impacts of technology on learning in higher education,organised by the team of APUI, at the University of Avignon.

At the beginning, Guillaume MARREL, a professor of Social Sciences at the University of Avignon, discussed the digital world as a cognitive technology. He pointed out several subjects in which the “arrays” interested me the most; Humans invented lists and arrays in order to represent their ideas. Lists are able to show how our ideas are sequenced. Hence, the representation of a list in the world of technology as a node that can introduce an information as well as a link to another node. Human- beings crossed lists to make tables ( known as arrays). However, this concept can alter meanings based on the context; In network, some links between tables are not directly related based on the meaning.

A sequence of 10 min debates started afterwards presenting other topics, followed by an interaction with the students to ask them about their opinions.

Another presentation had place by Ms.Nadia JACOBY, the CEO of “ Simone et les robots”, initiating a debate about the effect of technology on higher education.

She begins by stating the fact that technological inauguration in the educational field is not recent. It dates back to the 90s where the national plan in France was to start implementing internet in the higher education departments as well as the demand of French universities, between 2010 and 2020, to develop their online platforms.

The utility of technology was best shown during the pandemic. All of the French public universities were already using the LMS Moodle. Other platforms are also used, but they are less appreciated such as Discord. Not to mention the increase of jobs such “educational engineering ” that actually aims to assist professors to use technology and help develop new teaching techniques using technology.

I believe that this debate can pop up the following question: Will technology be able to replace the teacher?

 “Technology is just a tool. In terms of getting the kids working together and motivating them, the teacher is most important.”

– Bill Gates

Taken from :
www.binaryfolks.com

Life as an exchange student in Montréal

Life as an exchange student in Montréal

The first two weeks

I recently arrived at Montréal, one of the biggest cities in Canada and more precisely in Québec. Life here is not so different from life in France but still some things differ from what we have in France. The first thing you’re gonna notice is that almost everyone is bilingual. Since Montréal is close to the US border and English being Canada’s official language (Québec is the only province that speaks French) this is not that surprinsing.

Another thing, quite a big one as a French foreigner, is the milk. All forms of milk need to be pasteurized so way less variety of cheese can be produced from it.

Otherwise the city is beautiful, having both huge buildings and colorful parks such as the Mont Royal’s park :

Another thing is that prices can be confusing since taxes (the equivalent of TVA in France) are calculated only at checkout, meaning the price you see on the product is slightly inferior as the price you will pay. Thankfully, since Canadian dollar being less valuable than Euro, we basically have a 25% discount on everything.

L’informatique et les métaphores

L’informatique et les métaphores

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Rocher du « Capucin », calanque de Figuerolle, La Ciotat.

Les ordinateurs sont des machines complexes, conceptuellement fondées sur la logique des propositions et l’algèbre de Boole. Ils ont été conçus par des cerveaux humains et ressemblent un peu à l’image que l’être humain se fait de son propre cerveau. Néanmoins, ils en sont physiquement assez éloignés et sont plutôt difficiles à comprendre.

Comprendre un objet, c’est en premier lieu le prendre et interagir avec. Le toucher, le sentir, l’observer sous toutes ses facettes et tenter de lui trouver une utilité. Ce n’est pas toujours évident, même avec des objets matériels. Ils peuvent être trop petits, trop grands, trop éloignés, trop froids, trop chauds… Dans ce cas, on tente de les comprendre de façon indirecte. En utilisant, par exemple, un microscope, un télescope, des outils de mesures, des raisonnements, des formules mathématiques…

Malheureusement, on peut prendre un ordinateur, l’observer dans tous les sens, le démonter, le remonter, utiliser son système d’exploitation pour lancer et utiliser des logiciels, son fonctionnement restera un peu magique, inaccessible. Et il sera même extrêmement difficile à celles et ceux qui l’ont conçu d’expliquer simplement comment il fonctionne.

Or, lorsque nous manipulons des concepts abstraits ou lorsque nous voulons communiquer à leur sujet, nous le faisons la plupart du temps en utilisant des termes liés à d’autres concepts, mieux définis, souvent plus concrets et pour lesquels nous avons une grande expérience. En bref : nous utilisons des métaphores. Par exemple, on parle souvent des idées comme s’il s’agissait de personnes : « la théorie de la relativité a donné naissance à un grand nombre de conceptions en physique », « il est le père de la biologie moderne », « ces conceptions sont mortes depuis le Moyen Âge », « ses idées vivront toujours », « voici une idée qui doit être ressuscitée », « il a insufflé une nouvelle vie à cette théorie ». (Lakoff & Johnson, 1980).

Vous verrez que les personnes qui interviennent dans votre formation vont faire un usage massif des métaphores, la plupart du temps sans même s’en apercevoir, et que vous aurez ainsi l’impression d’avoir assimilé instantanément des concepts inaccessibles au premier abord.

Il convient bien entendu d’être un peu vigilant, car aussi pertinente qu’elle soit, la cohérence d’une métaphore est souvent très étroite. Par exemple :

  • un ordinateur allumé produit de la chaleur, mais pas forcément de lumière
  • l’informatique en nuage ne se forme pas par évaporation des bits
  • les fenêtres des interfaces graphiques ne permettent pas d’aérer le code source
  • Les cases mémoires peuvent contenir la valeur 0, mais elles ne peuvent pas être vides…

Dans le même esprit, que se passe-t-il si l’on file on peut trop loin la métaphore du langage de programmation ?

Ce langage possède bien un vocabulaire, une grammaire, une sémantique, des mots-clés et des caractères spéciaux au lieu de mots-outils, des identificateurs au lieu de noms propres et de noms communs, des variables au lieu de pronoms, des classes au lieu de catégories, des instances au lieu de cas…

Mais savez vous comment faire une métaphore en Python, en Java, en C++, en SQL ?

Bibliographie

  1. Lakoff, G., & Johnson, M. (1980). Metaphors we live by. Chicago: The University of Chicago Press.
Neuralink : le future de l’interface homme-machine ?

Neuralink : le future de l’interface homme-machine ?

Elon Musk est à la fois ingénieur, entrepreneur et fondateur de plusieurs entreprises. Parmi elles, SpaceX, Tesla et Neuralink sont les plus connues. Je vais vous parler ici de Neuralink, start-up lancée en 2016 dont il est le cofondateur. Cette dernière est une entreprise de neuro-technologies basée à San Francisco.

En 2019, Neuralink lance sa première puce N1 encore très prototypée et déclare qu’un singe a déjà été capable de contrôler un ordinateur grâce à un de leurs implants.

En 2020, c’est la puce Link 1 qui est lancée avec une approche plus adéquate.

Enfin, en 2022, l’objectif de la start-up est de pouvoir implanter des puces dans les cerveaux humains. Dans un but médical pour commencer d’après les déclarations d’Elon Musk lui-même.

Mais comment ces puces fonctionnent-elles ?

En premier lieu, les implants seront donc complètement autonomes et intégrés sous la peau avec une sonde directement dans le cerveau. Une fois posés, ils seront complètement invisibles. Par ailleurs, leur recharge se fera sans fil. Ils analyseront alors l’activité neuronale et n’interféreront pas avec, comme le font par exemple, des implants contre les troubles de parkinson[1]https://technologiemedia.net/2020/03/18/un-implant-pour-les-personnes-atteintes-de-parkinson/

L’activité du cerveau est surveillée par l’application Neuralink via l’implant qui est connecté par Bluetooth.Les données sont recueillies, enregistrées puis analysées par un algorithme de décodage. Les résultats obtenus par ce dernier vont permettre de comprendre l’activité neuronale.

Maintenant, que nous avons vu comment ces puces fonctionnaient, on va s’intéresser aux objectifs de celle-ci.

La start-up déclare qu’en premier lieu ces puces seraient implantées dans un but médical. Elles serviraient ainsi à capter l’activité cérébrale en temps réel et de pouvoir anticiper certains dysfonctionnements du cerveau. Le but principal est donc de soigner des maladies neurologiques comme la paraplégie, la perte de la mémoire ou encore la dépression. L’optique étant ainsi, de toucher un grand public. Par ailleurs, Elon Musk parle même de contrôler quelque chose par la pensée. Malgré tout, ce concept divise les internautes et la communauté scientifique : la sécurité et l’intégrité de cette puce sont alors les priorités de la start-up.

Pour conclure , les ambitions de ces implants sont grandes, l’interprétation de l’activité neuronale pouvant permettre de suppléer les connexions abîmées entre cerveau et autres parties du corps. Permettant ainsi de commander par la pensée les membres paralysés d’une personne ou des membres artificiels ou instrumentés. Mais Elon Musk va jusqu’à prédire des possibilités de télépathie. Sans aller jusqu’à cet extrême, on peut imaginer la commande télépathique de machines. Si les aspects techniques semblent en bonne voie pour arriver à ces objectifs, , les questions d’éthique et de sécurité se posent encore et les débats risquent d’être longs entre pro et contre le transhumanisme[2]tps://lejournal.cnrs.fr/billets/transhumanisme-de-lillusion-a-limposture.

References