Dipartimento di InformaticaUniversità degli Studi di Milano

Apprentissage automatique fiable et efficace

Fiabilité et systèmes d'IA

2024–20275 publications →thèses disponibles

Cet axe de recherche porte sur l’utilisation de méthodes d’intelligence artificielle pour évaluer la fiabilité et la sécurité des systèmes. [Frasson et Malchiodi, 2024] étend les techniques de détection d’anomalies fondées sur les vecteurs de support au cadre de l’apprentissage fédéré, [Biagiotti et al., 2025] étudie des modèles interprétables pour la détection et la localisation des quenchs dans les aimants supraconducteurs, et [Paravisi et al., 2024] utilise des techniques d’apprentissage automatique pour analyser la sécurité des algorithmes cryptographiques. Une attention particulière est accordée à la fiabilité des systèmes fondés sur l’IA : [Zanaboni et al., 2026] propose une procédure reposant sur des tests d’hypothèses pour détecter des changements dans la distribution des covariables dans les requêtes soumises à un modèle d’apprentissage automatique, et [Malchiodi et al., 2027] détecte les hallucinations des grands modèles de langage en appliquant des techniques de détection d’anomalies aux représentations latentes produites par les modèles eux-mêmes.

En collaboration avec Prof.ssa Anna Maria Zanaboni, Prof. Marco Frasca, Prof. Massimo Walter Rivolta (Università degli Studi di Milano)

Compression de modèles d'apprentissage automatique

2021–20266 publications →thèses disponibles

Les modèles appris à partir de données, et en particulier les réseaux de neurones profonds, présentent souvent des besoins en mémoire et en bande passante supérieurs aux ressources disponibles sur les dispositifs embarqués ou à ressources limitées. Cet axe de recherche, lancé dans le cadre du projet PRIN Multicriteria Data Structures and Algorithms: from compressed to learned indexes, and beyond, étudie des techniques visant à réduire l'espace nécessaire au stockage d'un modèle entraîné, tout en limitant la perte d'exactitude. [Marinò et al., 2021b] a proposé des représentations compactes de réseaux de neurones profonds fondées sur le codage de Huffman, dont l'implémentation est décrite dans [Marinò et al., 2021a]. Ces représentations sont utilisées dans [Marinò et al., 2023a] pour comprimer des réseaux de neurones profonds, tandis que [Marinò et al., 2023b] présente une comparaison expérimentale de techniques de compression et fournit des recommandations pour éclairer leur choix. [Malchiodi et al., 2026] propose quant à lui des régularisateurs qui favorisent la compressibilité des modèles directement pendant l'entraînement. Les techniques de compression ont été appliquées à l'estimation de l'indice Ki67 dans le cancer du sein sur des dispositifs à ressources limitées dans [Gliozzo et al., 2024].

En collaboration avec Prof. Marco Frasca (Università degli Studi di Milano)

Structures de données apprises

2022–20243 publications →thèses disponibles

Les structures de données apprises étendent les structures classiques en y intégrant des modèles d'apprentissage automatique entraînés sur les données à stocker, dans le but de réduire l'espace occupé ou le temps de réponse. Dans le cadre du projet PRIN Multicriteria Data Structures and Algorithms: from compressed to learned indexes, and beyond, l'interaction entre un classificateur et les composants auxiliaires au sein d'un filtre de Bloom appris a été étudiée. [Fumagalli et al., 2022; Malchiodi et al., 2023] analysent l'influence du choix du classificateur sur l'espace occupé, le taux de faux positifs et le temps de réponse, tandis que [Malchiodi et al., 2024] met en relation ces performances avec la complexité des données et fournit des recommandations pour le choix et l'utilisation de ces structures.

En collaboration avec Prof. Marco Frasca (Università degli Studi di Milano), Prof. Raffaele Giancarlo (Università degli Studi di Palermo)

Ensembles flous et apprentissage à partir de données incertaines

Induction d'ensembles flous

2013–20268 publications →thèses disponibles

Un algorithme pour l'apprentissage d'ensembles flous à partir de données étiquétées avec leur degrés d'appartenance a été proposé dans [Malchiodi et Pedrycz, 2013; Malchiodi, 2019]. Cet algorithme a été appliqué à la fouille d'axiomes au sein du Web sémantique [Malchiodi et Tettamanzi, 2018] et à la sélection d'exemples negatifs dans le domaine bioinformatique [Frasca et Malchiodi, 2017; Frasca et Malchiodi, 2016]. Cette technique a été adaptée à l'apprentissage simultané de plusieurs ensembles flous [Cermenati et al., 2020] et à l'induction de shadowed sets [Malchiodi et Zanaboni, 2019]. Plus récemment, [Dashti Genave et al., 2026] a étudié des techniques de compression des fonctions d'appartenance apprises de cette façon.

En collaboration avec Prof.ssa Anna Maria Zanaboni, Prof. Marco Frasca (Università degli Studi di Milano), Prof. Witold Pedrycz (University of Alberta)

Thèmes précédents

Apprentissage basé sur la qualité des données2005–201310 publications →

Dans l'apprentissage supervisé, les exemples de l'échantillon d'entraînement se voient souvent attribuer la même importance. Cet axe de recherche étudie comment différencier la contribution de chaque exemple au moyen d'un poids numérique. Cette extension a été formalisée dans [Malchiodi, 2008a] par l'introduction d'un cadre général d'apprentissage fondé sur la pertinence. Ce cadre a été appliqué à la classification par machines à vecteurs de support, en dérivant des algorithmes aussi bien dans la version linéaire [Apolloni et Malchiodi, 2006] que dans celle à noyau [Apolloni et al., 2007d]. Ces algorithmes ont fait l'objet d'une première analyse théorique dans [Apolloni et al., 2007e] et d'une évaluation expérimentale dans [Malchiodi, 2009]. Les applications de ce cadre à des problèmes de bioinformatique sont décrites dans [Malchiodi et al., 2010]. Une approche analogue a également été adoptée pour la régression dans [Apolloni et al., 2010a; Malchiodi et al., 2009c; Apolloni et al., 2005c] et pour l'apprentissage à partir de données déséquilibrées dans [Malchiodi, 2013b].

Analyse des relations entre le calcul granulaire e l'apprentissage automatique2005–20084 publications →

Dans le paradigme du granular computing, l'information est représentée et traitée à travers des granules, c'est-à-dire des regroupements d'éléments traités comme des unités, permettant d'opérer à différents niveaux d'abstraction. Son intégration avec l'apprentissage automatique est abordée dans [Apolloni et al., 2008a]. Des applications à la régression ont également été proposées, fondées sur des vecteurs de support [Apolloni et al., 2008b; Apolloni et al., 2006e] et sur des techniques de recherche locale [Apolloni et al., 2005c].

Apprentissage automatique pour les sciences de la vie

Graphes de connaissances et extraction d'information par LLM en biomédecine

2024–20264 publications →

Les connaissances biomédicales sont dispersées dans de nombreuses bases de données et dans une littérature scientifique en pleine expansion. Les graphes de connaissances constituent un outil efficace pour intégrer des informations issues de ces sources hétérogènes, permettant de les interroger et de les analyser à l'aide de techniques d'apprentissage automatique. [Cavalleri et al., 2024a; Cavalleri et al., 2024b] proposent un système fondé sur des grands modèles de langage (LLM) et sur l'apprentissage automatique sur graphes pour améliorer la qualité des relations extraites d'articles scientifiques sur des thèmes liés à l'ARN. [Mesiti et al., 2026] décrit une application web qui accompagne les experts dans la révision et la validation de graphes de connaissances biomédicaux, tandis que [Cavalleri et al., 2026] étudie la sélection d'exemples négatifs pour la classification des arcs de ces graphes.

En collaboration avec Prof. Marco Mesiti (Università degli Studi di Milano)

Modèles de langage pour la conception de protéines et d'enzymes

2023–20253 publications →

Les séquences protéiques peuvent être considérées comme des phrases écrites dans un langage dont l'alphabet est constitué d'acides aminés : de grands modèles de langage entraînés sur des corpus de séquences peuvent être utilisés pour générer de nouvelles séquences protéiques présentant les propriétés fonctionnelles souhaitées. [Valentini et al., 2023] aborde le potentiel des LLM pour la conception et la modélisation de protéines. [Nicolini et al., 2024] montre que le fine-tuning de Transformers conditionnels sur une famille protéique spécifique améliore la prédiction des séquences d'acides aminés et permet de générer de nouvelles séquences biologiquement plausibles. [Nicolini et al., 2025] étend cette approche à plusieurs catégories enzymatiques, en mettant en évidence les bénéfices du fine-tuning pour des catégories fonctionnelles spécifiques et en évaluant in silico les propriétés structurales et fonctionnelles des séquences générées.

En collaboration avec Prof. Giorgio Valentini, Prof.ssa Elena Casiraghi, Prof. Marco Mesiti (Università degli Studi di Milano), Prof. Alberto Paccanaro (Fundação Getulio Vargas & Royal Holloway, University of London)

Sélection d'exemples négatifs dans les réseaux biologiques et les graphes de connaissances

2016–20266 publications →

Dans de nombreux problèmes d'apprentissage supervisé en bioinformatique, on dispose d'exemples positifs et de données non étiquetées : ces dernières peuvent inclure aussi bien de véritables négatifs que des cas positifs encore non identifiés. Cet axe de recherche étudie comment sélectionner des exemples négatifs fiables parmi les données non étiquetées. Dans [Frasca et Malchiodi, 2017; Frasca et Malchiodi, 2016], le problème a été abordé au moyen d'un classement fondé sur des fonctions d'appartenance à des ensembles flous, tandis que [Frasca et al., 2017; Boldi et al., 2018] ont proposé une représentation des données conçue pour faciliter la sélection d'exemples négatifs pour la prédiction des fonctions protéiques. Dans [Frasca et al., 2019], la sélection d'exemples négatifs a été appliquée à la priorisation des gènes. Plus récemment, [Cavalleri et al., 2026] a comparé des stratégies de sélection d'exemples négatifs pour la classification des arcs dans des graphes de connaissances biomédicaux. L'article a reçu le Best Paper Runner-Up Award lors de l'atelier GLOW 2026.

En collaboration avec Prof. Marco Frasca, Prof. Marco Mesiti (Università degli Studi di Milano)

Applications de l'apprentissage automatique

Apprentissage automatique en médecine humaine et vétérinaire, en sciences forensiques et dans le domaine du patrimoine culturel

2021–20257 publications →thèses disponibles

Cet axe de recherche étudie l'application de techniques d'apprentissage automatique et d'analyse statistique à des problèmes en médecine vétérinaire, en sciences forensiques et en archéologie. En particulier, [Galizzi et al., 2021; Bagardi et al., 2021] décrivent l'utilisation de techniques statistiques pour analyser la relation entre facteurs cardiovasculaires et mortalité chez des chiens soumis à un traitement spécifique. [Casali et al., 2021] présente une étude pilote sur l'utilisation d'algorithmes de classification pour prédire le type de véhicule impliqué dans une collision avec un piéton, tandis que [Blandino et al., 2025] évalue la possibilité d'estimer la hauteur d'une chute mortelle à l'aide de techniques d'intelligence artificielle. En archéologie, [Zanaboni et al., 2022; Ruschioni et al., 2023] utilisent des algorithmes de classification pour prédire la provenance de fragments de céramique à partir des concentrations en éléments chimiques, tandis que [Malchiodi et al., 2025] compare des classificateurs à une classe et binaires pour cette même tâche.

En collaboration avec Prof.ssa Anna Maria Zanaboni, Prof.ssa Letizia Bonizzoni (Università degli Studi di Milano)

Thèmes précédents

Prévision du risque COVID-19 basée sur ML2020–20212 publications →

[Casiraghi et al., 2020; Esposito et al., 2021] décrivent l'application de techniques d'apprentissage automatique à la prédiction de la gravité de la COVID-19 chez les patients se présentant aux urgences.

En collaboration avec Prof. Giorgio Valentini, Prof.ssa Elena Casiraghi, Prof. Marco Frasca (Università degli Studi di Milano)

Fouille de bases de connaissances pour le Web sémantique2018–20203 publications →

L'identification d'axiomes potentiels au sein d'ensembles de formules est un problème coûteux en calcul. Cet axe de recherche étudie comment l'aborder par l'apprentissage à partir de formules étiquetées par un score de qualité, calculé au préalable à partir d'une base de connaissances du Web sémantique. Des algorithmes d'apprentissage d'ensembles flous [Malchiodi et Tettamanzi, 2018] et des techniques de régression à noyau [Malchiodi et al., 2018] ont été utilisés. [Malchiodi et al., 2020] analyse l'influence du choix des algorithmes d'apprentissage et des techniques de réduction de la dimension des représentations vectorielles des axiomes sur les résultats obtenus.

En collaboration avec Prof. Célia Da Costa Pereira, Prof. Andrea Tettamanzi (Université de la Côte d'Azur)

Lignes de recherche passées

Enseignement et vulgarisation de l'informatique

Pédagogie de la programmation2009–202212 publications →

Cet axe de recherche étudie la didactique de l'informatique et, en particulier, de la programmation. Les contributions comprennent une analyse de l'enseignement de l'informatique dans les écoles italiennes [Bellettini et al., 2014a] et une critique de la conception qui réduit la programmation au codage d'algorithmes dans un langage [Lonati et al., 2015]. Les travaux portent sur l'initiation à la programmation au moyen de projets et d'outils spécifiques [Bulgheroni et Malchiodi, 2009; Paterson et al., 2015], les parcours interdisciplinaires associant programmation et musique [Ludovico et al., 2017; Baratè et al., 2017a; Baratè et al., 2017b] et l'enseignement de notions avancées de programmation [Lonati et al., 2016; Lonati et al., 2017d]. Une approche constructionniste de l'enseignement de la programmation a été analysée dans [Monga et al., 2018; Lodi et al., 2019], tandis que [Condorelli et Malchiodi, 2022] décrit la conception d'un cours sur les architectures pour les données massives, réalisée en collaboration avec un partenaire industriel.

En collaboration avec laboratorio ALaDDIn (Università degli Studi di Milano)

Vulgarisation de la culture informatique2012–202018 publications →

Ces activités, menées avec le laboratoire ALaDDIn, visent à faire connaître les fondements de l'informatique dans les écoles et auprès d'un public plus large. Elles comprennent des concours d'informatique pour les élèves, comme le Kangourou dell'Informatica [Lissoni et al., 2012; Lissoni et al., 2013; Lissoni et al., 2014; Lissoni et al., 2015] et l'édition italienne de Bebras. Les questions de cette dernière activité ont été étudiées comme ressources pédagogiques et analysées du point de vue de leur difficulté [Bellettini et al., 2015b; Lonati et al., 2017c; Calcagni et al., 2017; Lonati et al., 2017a; Morpurgo et al., 2018]. Des activités constructionnistes ont également été proposées pour l'apprentissage de la programmation et de la pensée informatique, notamment à partir de la musique et de briques LEGO® [Baratè et al., 2017b; Baratè et al., 2017a; Monga et al., 2018; Lodi et al., 2019]. Ces initiatives s'accompagnent d'actions de formation des enseignants [Bellettini et al., 2015a; Bellettini et al., 2018a; Bellettini et al., 2018b] et de contributions destinées aux enseignants et au grand public [Monga et al., 2017; Bellettini et al., 2020].

En collaboration avec laboratorio ALaDDIn (Università degli Studi di Milano)

Formation des professeurs d'informatique2014–20209 publications →

[Bellettini et al., 2014c] introduit l'approche algomotrice, qui place le traitement automatique de l'information au centre de l'enseignement de l'informatique. L'objectif est de dépasser un enseignement centré presque exclusivement sur le fonctionnement d'outils technologiques spécifiques [Lonati et al., 2015; Bellettini et al., 2014a; Bellettini et al., 2020]. Cette approche a été évaluée dans le cadre de formations menant à la qualification des enseignants [Bellettini et al., 2015a], avec une attention particulière portée à la perspective constructiviste [Bellettini et al., 2018b; Bellettini et al., 2018a]. L'utilisation pédagogique des concours d'informatique dans des contextes non compétitifs a également été étudiée [Lonati et al., 2017c], en analysant l'influence des modalités de présentation des questions sur leur efficacité pédagogique [Lonati et al., 2017a].

En collaboration avec laboratorio ALaDDIn (Università degli Studi di Milano)

Concours sur la pensée algorithmique2012–20189 publications →

Cette activité étudie l'utilisation des concours d'informatique comme ressources d'apprentissage dans les écoles primaires et secondaires, en privilégiant leur dimension éducative par rapport à la compétition. Elle comprend l'organisation de concours à l'échelle nationale [Lissoni et al., 2012; Lissoni et al., 2013; Lissoni et al., 2014; Lissoni et al., 2015], l'analyse critique de leurs résultats [Bellettini et al., 2015b; Lonati et al., 2017a] et l'étude de leur utilisation pédagogique [Lonati et al., 2017c; Calcagni et al., 2017; Morpurgo et al., 2018].

En collaboration avec laboratorio ALaDDIn (Università degli Studi di Milano)

Apprentissage informel de l'informatique2012–20179 publications →

L'approche algomotrice introduite dans [Bellettini et al., 2014c; Bellettini et al., 2014b] a été appliquée à l'enseignement de notions fondamentales de l'informatique, telles que la représentation de l'information [Bellettini et al., 2012; Bellettini et al., 2013; Baratè et al., 2017a], les bases de la programmation [Baratè et al., 2017b] et les stratégies algorithmiques récursives et gloutonnes [Lonati et al., 2016; Lonati et al., 2017d; Lonati et al., 2017b].

En collaboration avec laboratorio ALaDDIn (Università degli Studi di Milano)

Apprentissage statistique et inférence algorithmique

Projet d'algorithmes d'apprentissage2013–20193 publications →

Cet axe de recherche étudie des algorithmes d'apprentissage à partir de données partiellement étiquetées ou d'étiquettes incertaines, ainsi que des méthodes d'induction d'ensembles flous. En particulier, [Malchiodi et Legnani, 2014] propose une extension d'algorithmes de classification à vecteurs de support permettant de traiter aussi bien des données partiellement étiquetées que des étiquettes incertaines, tandis que [Malchiodi et Pedrycz, 2013] introduit un algorithme d'apprentissage des fonctions d'appartenance d'ensembles flous, adapté par la suite à l'induction de shadowed sets dans [Malchiodi et Zanaboni, 2019].

Techniques de bootstrap pour algorithmes de régression2006–20095 publications →

Les techniques bootstrap utilisent le rééchantillonnage des données pour estimer la distribution d'échantillonnage d'une statistique et quantifier l'incertitude des estimations. Cet axe de recherche étudie une variante proposée initialement dans [Apolloni et al., 2006a] et approfondie par la suite dans [Apolloni et al., 2009; Apolloni et al., 2007a], qui permet de construire des régions de confiance pour des courbes de régression sans recourir aux hypothèses usuelles sur la distribution des erreurs de mesure. Les applications à la régression linéaire et non linéaire sont décrites dans [Apolloni et al., 2008c], tandis que [Apolloni et al., 2007c] présente des applications dans le domaine médical.

Développement de modèles d'inférence pour problèmes d'apprentissage2000–200715 publications →

Cet axe de recherche développe l'inférence algorithmique, un cadre théorique qui unifie des problèmes d'inférence en statistique, comme l'estimation ponctuelle et par intervalles des paramètres de distributions, et en informatique, comme l'estimation de l'erreur d'approximation en apprentissage computationnel [Apolloni et al., 2006a; Apolloni et al., 2005e; Apolloni et al., 2002e; Apolloni et al., 2002d; Apolloni et Malchiodi, 2001b; Malchiodi, 2000]. Ce cadre s'appuie sur des résultats théoriques antérieurs concernant la complexité en échantillons des problèmes d'apprentissage [Apolloni et Malchiodi, 2001a]. Il a été appliqué à l'estimation du risque de classification pour les machines à vecteurs de support [Apolloni et al., 2007e; Apolloni et al., 2005b; Apolloni et Malchiodi, 2002; Apolloni et Malchiodi, 2001b] et à la construction de régions de confiance pour des droites de régression sans supposer une distribution gaussienne des erreurs [Apolloni et al., 2005f; Apolloni et al., 2002f]. Dans le domaine médical, il a été utilisé pour construire des régions de confiance pour la fonction de risque instantané associée au délai de récidive de certains cancers [Apolloni et al., 2007c; Apolloni et al., 2005g; Apolloni et al., 2002i].

Conception de statistiques implementables en materiel1996–20133 publications →

Les circuits matériels dédiés au calcul d'estimations à partir des données permettent de réduire les temps de traitement, mais nécessitent des algorithmes compatibles avec les contraintes de leur architecture. Cet axe de recherche a appliqué le modèle inference among gossips, développé dans [Malchiodi, 1996], à la construction d'une famille d'estimateurs pour des populations bernoulliennes, pouvant être implémentée directement sur des cartes pRAM [Apolloni et al., 1997]. Le même modèle a ensuite été appliqué à l'étude des échanges d'informations dans les réseaux sociaux [Apolloni et al., 2013].

Systèmes hybrides et neuro-symboliques

Simplification automatique de descriptions symboliques2002–20065 publications →

Dans la théorie de l'apprentissage computationnel, le principe de minimisation du risque structurel équilibre la complexité d'un modèle et son erreur sur les données d'entraînement, afin de favoriser sa capacité de généralisation. Cet axe de recherche applique ce principe à des classificateurs fondés sur des expressions logiques en forme normale disjonctive ou conjonctive. Dans [Apolloni et al., 2006b; Apolloni et al., 2005h; Apolloni et al., 2003a; Apolloni et al., 2002h; Apolloni et al., 2002b], un algorithme a été développé pour simplifier ces expressions par optimisation stochastique des paramètres des ensembles flous qui les décrivent.

Conception the systèmes hybrides d'apprentissage2000–200613 publications →

Les systèmes d'apprentissage hybrides combinent des modules subsymboliques, souvent fondés sur des réseaux de neurones, et des modules symboliques reposant sur des constructions logiques. Cet axe de recherche étudie l'intégration de ces représentations et d'autres modèles d'apprentissage. [Apolloni et al., 2005a; Apolloni et al., 2004a] décrivent un système qui extrait des composantes booléennes indépendantes (bICA) à partir des caractéristiques des données d'entrée. Ces composantes sont interprétées comme des valeurs de vérité et utilisées pour construire des formules logiques qui représentent symboliquement les relations entre les données [Apolloni et al., 2006b; Apolloni et al., 2003a; Apolloni et al., 2002a; Apolloni et al., 2000]. Le système a été appliqué à la reconnaissance des émotions à partir du signal vocal [Apolloni et al., 2004a]. Des systèmes de ce type ont également été utilisés pour le suivi de l'attention du conducteur à partir de signaux physiologiques [Apolloni et al., 2004c; Apolloni et al., 2004b; Apolloni et al., 2003d; Apolloni et al., 2003c; Apolloni et al., 2003b], dans le cadre du projet ORESTEIA (mOdular hybRid artEfactS wiTh adaptivE functIonAlity, IST-2000-26091), financé par l'Union européenne au titre du volet IST-FET du cinquième programme-cadre entre 2001 et 2003. Un second volet intègre un système flou permettant de mesurer la pertinence des exemples d'entraînement à des modèles de classification et de régression. En particulier, [Apolloni et Malchiodi, 2006] décrit l'intégration avec un classificateur linéaire à vecteurs de support, tandis que [Apolloni et al., 2005c] présente l'intégration avec un modèle de régression linéaire.

Classification automatique des émotions2000–20064 publications →

Ces travaux ont appliqué le cadre de l'inférence algorithmique décrit dans [Apolloni et al., 2006a; Malchiodi, 2000] à la classification automatique des émotions à partir de signaux audiovisuels [Apolloni et al., 2004a; Apolloni et al., 2002a]. La recherche a été menée dans le cadre du projet PHYSTA (Principled Hybrid Systems: Theory and Applications), financé par l'Union européenne au titre du programme TMR du quatrième programme-cadre entre 1998 et 2000. Les résultats ont été présentés lors d'une école internationale d'apprentissage computationnel organisée dans le cadre du même projet.

Systèmes intelligents pour l'informatique diffuse et omniprésente2003–20046 publications →

Le projet ORESTEIA (mOdular hybRid artEfactS wiTh adaptivE functIonAlity) a porté sur la conception, la réalisation et l'analyse de systèmes intelligents pour l'informatique pervasive et ubiquitaire, qui intègrent des capacités de traitement dans l'environnement et les objets du quotidien. Le projet a été financé par l'Union européenne au titre du volet IST-FET du cinquième programme-cadre entre 2001 et 2003 Dans le cadre des recherches sur la détection des états d'attention [Kasderidis et al., 2003], un prototype a été développé pour reconnaître l'état d'attention du conducteur d'une voiture à partir de signaux physiologiques [Apolloni et al., 2004c; Apolloni et al., 2004b; Apolloni et al., 2003d; Apolloni et al., 2003c; Apolloni et al., 2003b].

Calcul scientifique et simulation

Applications des systèmes pour le calcul scientifique2006–201314 publications →

Les systèmes de calcul scientifique permettent de réaliser des simulations et d'explorer des problèmes mathématiques de manière interactive et progressive, offrant ainsi des outils pour concevoir des activités pédagogiques [Bulgheroni et Malchiodi, 2009; Malchiodi, 2008b]. Un système commercial a été décrit en détail dans [Malchiodi, 2007] et enrichi de fonctionnalités pour le codage de l'information [Malchiodi, 2006d], l'appel de procédures à distance [Malchiodi, 2006c; Malchiodi, 2006a] et la production de documentation scientifique [Malchiodi, 2011]. D'autres extensions concernent l'optimisation [Malchiodi, 2006b], l'apprentissage à vecteurs de support [Malchiodi et al., 2009b; Malchiodi et al., 2009a] et la validation de logiciels [Malchiodi, 2013a]. Le code développé est à la base des simulations décrites dans [Apolloni et al., 2007d; Apolloni et Malchiodi, 2006]. Enfin, [Malchiodi, 2010] présente une bibliothèque d'apprentissage automatique fondée sur un système de calcul scientifique open source.

Étude de la dynamique des populations2002–20108 publications →

Cet axe de recherche étudie la modélisation mathématique de situations de conflit au moyen d'une approche alternative à la théorie classique des jeux. Dans [Apolloni et al., 2006d; Apolloni et al., 2003e; Apolloni et al., 2002g; Apolloni et al., 2002c], des jeux opposant deux adversaires sont considérés, le conflit étant modélisé par l'approximation de la solution d'un problème NP-difficile. Le cadre de l'inférence algorithmique est utilisé pour déterminer comment répartir des ressources de calcul limitées entre les joueurs. [Apolloni et al., 2006c] étend cette approche aux jeux en équipe. Les applications en biologie sont décrites dans [Apolloni et al., 2007b; Apolloni et al., 2005d], tandis que [Apolloni et al., 2010b] utilise le modèle pour déterminer le temps de calcul à allouer à des algorithmes d'apprentissage fondés sur la minimisation locale de l'erreur.