Apprentissage de représentations sur-complètes par entraînement d’auto-encodeurs

Les avancés dans le domaine de l’intelligence artificielle, permettent à des systèmes informatiques de résoudre des tâches de plus en plus complexes liées par exemple à la vision, à la compréhension de signaux sonores ou au traitement de la langue. Parmi les modèles existants, on retrouve les Réseaux de Neurones Artificiels (RNA), dont la popularité a fait un grand bond en avant avec la découverte de Hinton et al. [22], soit l’utilisation de Machines de Boltzmann Restreintes (RBM) pour un pré-entraînement non-supervisé couche après couche, facilitant grandement l’entraînement supervisé du réseau à plusieurs couches cachées (DBN), entraînement qui s’avérait jusqu’alors très difficile à réussir. Depuis cette découverte, des chercheurs ont étudié l’efficacité de nouvelles stratégies de pré-entraînement, telles que l’empilement d’auto-encodeurs traditionnels(SAE) [5, 38], et l’empilement d’auto-encodeur débruiteur (SDAE) [44]. C’est dans ce contexte qu’a débuté la présente étude. Après un bref passage en revue des notions de base du domaine de l’apprentissage machine et des méthodes de pré-entraînement employées jusqu’à présent avec les modules RBM, AE et DAE, nous avons approfondi notre compréhension du pré-entraînement de type SDAE, exploré ses différentes propriétés et étudié des variantes de SDAE comme stratégie d’initialisation d’architecture profonde. Nous avons ainsi pu, entre autres choses, mettre en lumière l’influence du niveau de bruit, du nombre de couches et du nombre d’unités cachées sur l’erreur de généralisation du SDAE. Nous avons constaté une amélioration de la performance sur la tâche supervisée avec l’utilisation des bruits poivre et sel (PS) et gaussien (GS), bruits s’avérant mieux justifiés que celui utilisé jusqu’à présent, soit le masque à zéro (MN). De plus, nous avons démontré que la performance profitait d’une emphase imposée sur la reconstruction des données corrompues durant l’entraînement des différents DAE. Nos travaux ont aussi permis de révéler que le DAE était en mesure d’apprendre, sur des images naturelles, des filtres semblables à ceux retrouvés dans les cellules V1 du cortex visuel, soit des filtres détecteurs de bordures. Nous aurons par ailleurs pu montrer que les représentations apprises du SDAE, composées des caractéristiques ainsi extraites, s’avéraient fort utiles à l’apprentissage d’une machine à vecteurs de support (SVM) linéaire ou à noyau gaussien, améliorant grandement sa performance de généralisation. Aussi, nous aurons observé que similairement au DBN, et contrairement au SAE, le SDAE possédait une bonne capacité en tant que modèle générateur. Nous avons également ouvert la porte à de nouvelles stratégies de pré-entraînement et découvert le potentiel de l’une d’entre elles, soit l’empilement d’auto-encodeurs rebruiteurs (SRAE).

Effets d’un dispositif de formation exploitant des vidéos d’exemples de pratiques sur le développement d’une compétence professionnelle chez des enseignants du primaire

Cette recherche avait pour objectif d’évaluer l’effet du dispositif de formation « Zoom sur l’expertise pédagogique », ou, plus précisément, d’évaluer l’effet d’un parcours de formation créé grâce à ce dispositif et intégrant des exemples de pratiques sur vidéo sur les apprentissages et les intentions de changement de pratique d’un groupe d’enseignants du primaire relativement à la compétence professionnelle « Piloter des situations d’enseignement-apprentissage ». La réforme des programmes scolaires, qui s’installe progressivement depuis 2001, modifie considérablement les orientations en matière d’apprentissage et d’enseignement. Sa réussite repose notamment sur l’appropriation de nouvelles compétences professionnelles souvent difficiles à développer pour le personnel enseignant. À ces besoins de formation, les modalités de formation continue proposées ne semblaient répondre que partiellement. Le dispositif a été développé dans le but de soutenir le personnel enseignant dans l’appropriation de ce renouveau pédagogique et propose de nouvelles stratégies de formation basées principalement sur l’observation et l’analyse d’exemples de pratiques sur vidéo et enrichis de divers outils stimulant la réflexion sur la pratique. Sa conception s’inscrit dans un contexte d’émergence d’initiatives similaires. Néanmoins, beaucoup de questions restaient en suspens quant aux effets réels de ces dispositifs sur le développement professionnel des enseignants. Afin de réaliser une évaluation de ce dispositif, nous avons créé un parcours de formation que six enseignants ont réalisé. Ces personnes ont ensuite participé à deux entrevues semi-dirigées et ont partagé les notes prises durant la formation. Un cadre théorique a été développé, permettant de dégager trois questions de recherche : « Quels ont été les effets du dispositif de formation sur les savoirs relatifs aux composantes de la compétence ciblée ? » ; « Quels ont été les effets du dispositif de formation sur les intentions de changement de pratique des enseignants ? » ; « Comment améliorer le dispositif pour mieux soutenir le développement professionnel des enseignants ? ». Ce cadre a par la suite guidé l’analyse et l’interprétation des données recueillies. Une quantité substantielle d’informations a été obtenue permettant de mieux comprendre et documenter le rôle d’un tel dispositif de formation en ligne et des vidéos qui le composent. Nous avons pu confirmer leur effet positif sur le développement professionnel. Nous retenons notamment que les enseignants sont en mesure de mieux définir les composantes de la compétence ciblée par la formation, ils ont confirmé leur sentiment d’avoir appris, ils ont tous exprimé l'intention d’apporter des changements dans leur pratique. Tous ont grandement apprécié le parcours et ses vidéos, notamment la possibilité qu’elles leur offraient de s’identifier à des pairs et d’envisager des pistes de mise en application plus concrètes de leurs nouvelles connaissances. Par ailleurs, les commentaires et les suggestions des participants ont permis de dégager des pistes d’amélioration telles que la diminution de la quantité de vidéos, du nombre d’éléments de compétence présentés, ou l’augmentation de compléments pédagogiques accompagnant les vidéos. Ces pistes devraient toutefois être précisées et étudiées ce qui génère de nouvelles questions de recherches.

L'Académie Julian et ses élèves canadiens : Paris, 1880-1900

Thèse dirigée sous la direction conjointe de Lise Lamarche et Jean Trudel.

Algorithmes d'apprentissage pour la recommandation

L'ère numérique dans laquelle nous sommes entrés apporte une quantité importante de nouveaux défis à relever dans une multitude de domaines. Le traitement automatique de l'abondante information à notre disposition est l'un de ces défis, et nous allons ici nous pencher sur des méthodes et techniques adaptées au filtrage et à la recommandation à l'utilisateur d'articles adaptés à ses goûts, dans le contexte particulier et sans précédent notable du jeu vidéo multi-joueurs en ligne. Notre objectif est de prédire l'appréciation des niveaux par les joueurs. Au moyen d'algorithmes d'apprentissage machine modernes tels que les réseaux de neurones profonds avec pré-entrainement non-supervisé, que nous décrivons après une introduction aux concepts nécessaires à leur bonne compréhension, nous proposons deux architectures aux caractéristiques différentes bien que basées sur ce même concept d'apprentissage profond. La première est un réseau de neurones multi-couches pour lequel nous tentons d'expliquer les performances variables que nous rapportons sur les expériences menées pour diverses variations de profondeur, d'heuristique d'entraînement, et des méthodes de pré-entraînement non-supervisé simple, débruitant et contractant. Pour la seconde architecture, nous nous inspirons des modèles à énergie et proposons de même une explication des résultats obtenus, variables eux aussi. Enfin, nous décrivons une première tentative fructueuse d'amélioration de cette seconde architecture au moyen d'un fine-tuning supervisé succédant le pré-entrainement, puis une seconde tentative où ce fine-tuning est fait au moyen d'un critère d'entraînement semi-supervisé multi-tâches. Nos expériences montrent des performances prometteuses, notament avec l'architecture inspirée des modèles à énergie, justifiant du moins l'utilisation d'algorithmes d'apprentissage profonds pour résoudre le problème de la recommandation.

Développer le soutien aux besoins psychologiques des employés : évaluation des effets affectifs, comportementaux et motivationnels d’une formation destinée aux gestionnaires

Alors que la théorie de l’autodétermination (Deci & Ryan, 1985, 2000, 2008) propose un bassin de connaissances pouvant être d’une réelle utilité pour aider les travailleurs et les organisations à croître et à prospérer, peu d’études ont porté, à ce jour, sur l’évaluation d’interventions visant à implanter ces connaissances sur le terrain en milieu organisationnel. En ce sens, la présente thèse a pour but de vérifier l’impact d’une formation visant le développement des habiletés de soutien aux besoins psychologiques des gestionnaires sur les comportements en emploi de ces gestionnaires ainsi que sur la satisfaction des besoins psychologiques, la motivation et la santé psychologique de leurs employés. Pour ce faire, 17 gestionnaires provenant de deux organisations canadiennes du secteur public ont participé à un programme de formation d’une durée de trois journées non consécutives. Ils ont également répondu à des questionnaires un mois avant la formation ainsi que trois à quatre mois après le début de celle-ci afin d’évaluer leurs apprentissages ainsi que leurs comportements de soutien aux besoins psychologiques en emploi. Par ailleurs, 55 de leurs employés ont répondu à des questionnaires préformation et postformation au sujet de leur perception à l’égard des comportements de soutien aux besoins psychologiques de leur supérieur immédiat ainsi que de leur propre niveau de satisfaction des besoins psychologiques, de motivation au travail et de santé psychologique. L’étude a été menée à l’aide d’un devis de recherche de type prétest et post-test à groupes non-équivalents, sans groupe contrôle. Afin de renforcer ce devis, la stratégie de référence interne a été utilisée auprès des employés (Haccoun & Hamtiaux, 1994). Les résultats suggèrent que, dans la mesure où des gains étaient possibles par le biais d’une formation plus traditionnelle (c.-à-d., que le potentiel des gestionnaires à s’améliorer davantage par rapport à leur niveau de base était suffisant et que les habiletés visées se développaient bien par le biais d’une telle formation), les gestionnaires ont développé leurs habiletés de soutien aux besoins psychologiques et, selon leur perspective, transféré leurs apprentissages au travail. Toutefois, les employés de ces gestionnaires n’ont pas perçu de changement statistiquement significatif entre les deux temps de mesure quant aux habiletés de soutien aux besoins psychologiques de leur supérieur immédiat en emploi et les retombées escomptées de la formation chez les employés n’ont pas été observées. À la lumière de ces résultats, le dernier chapitre de la thèse discute de l’importance de l’analyse des besoins, de l’implication de l’environnement organisationnel dans les initiatives de formation ainsi que de l’ajout de méthodes d’apprentissage complémentaires aux formations plus traditionnelles afin d’en assurer l’efficacité. Par ailleurs, les contributions, limites et pistes de recherches futures de la thèse y seront exposées.

L’identification et la remédiation des difficultés de raisonnement clinique en médecine (État des pratiques, recherche d’outils et processus pour soutenir les cliniciens enseignants)

INTRODUCTION : Le raisonnement clinique est au coeur de l’exercice professionnel. Cependant, nous manquons d'instruments pour identifier et objectiver les difficultés de raisonnement clinique, et il existe relativement peu de descriptions de méthodes de remédiation définies. Un important travail reste donc à faire, pour mieux comprendre comment les difficultés se manifestent dans le raisonnement clinique des étudiants en formation, mais également pour rendre ces concepts plus accessibles aux enseignants; ceci permettra alors d’améliorer la qualité de la démarche d’identification des difficultés, et d’envisager des remédiations ciblées et efficaces. OBJECTIFS : Cette recherche s’articule d’une part, autour de l’objectivation et la compréhension des pratiques actuelles des cliniciens enseignants en médecine, d’autre part, autour de la construction et l’implantation d’outils et de processus susceptibles de faciliter la démarche de diagnostic et de remédiation des difficultés de raisonnement clinique. MÉTHODOLOGIE : Une recherche de type qualitative, utilisant les méthodes de la recherche action participative s’est révélée pertinente pour atteindre nos objectifs. La recherche est composée de quatre étapes : 1. Une étude exploratoire. 2. La construction et de l’implantation d’un premier outil dans trois milieux cliniques en médecine familiale. 3. L’élaboration d’une taxonomie des difficultés de raisonnement clinique ainsi que la construction d’un nouvel outil. 4. Le développement d’une approche globale pour soutenir et former les cliniciens enseignants. RÉSULTATS : Les enseignants ont une perception rapide, mais qui demeure globale et intuitive, des potentielles difficultés de raisonnement clinique des résidents. Cette perception ne se traduit pas forcément en termes pédagogiques. Nous avons pu observer l’absence de processus pédagogiques organisés et structurés pour la gestion de ces difficultés. Ceci semble projeter les cliniciens enseignants dans une zone d’inconfort, en les confrontant à un manque de maîtrise et à l’incertitude au sujet de leurs actions pédagogiques. La catégorisation des difficultés de raisonnement clinique que nous avons construite permet d’identifier les difficultés telles qu’elles se manifestent dans le quotidien des supervisions cliniques. Cet outil a cependant besoin d’être intégré dans un processus plus global. CONCLUSION : Une approche globale qui comprenne le développement de processus implantés par le Département, l’implantation d’outils, la vulgarisation de la théorie, et la formation des enseignants est déterminante.

Design pédagogique et jeux vidéo : recherche exploratoire pour le développement d’un modèle soutenant le design pédagogique dans les jeux vidéo non éducatifs

Le design pédagogique dans les jeux vidéo non éducatifs est une discipline en mal de définitions et de méthodes. Contrairement à celui que l’on trouve dans les écoles ou autres institutions de formation, le design pédagogique pour les jeux vidéo non éducatifs est fait par des designers de jeux qui n’ont souvent aucune formation en enseignement. Un modèle de design pédagogique pour les jeux vidéo non éducatifs est donc développé dans ce mémoire, à partir d’une recherche exploratoire utilisant l’analyse de contenu de jeux vidéo et les théories de la science de l’éducation. Étant donné les ressources limitées disponibles pour le développement du modèle, la présente recherche pourra servir de base à la construction d’un modèle plus élaboré sur un sujet semblable, offrira des pistes intéressantes de recherche sur l’enseignement par le jeu et pourra soutenir les designers de jeu lors de la planification du design pédagogique dans leurs jeux.

The effectiveness of scoliosis screening programs: methods for systematic review and expert panel recommendations formulation

Background: Literature on scoliosis screening is vast, however because of the observational nature of available data and methodological flaws, data interpretation is often complex, leading to incomplete and sometimes, somewhat misleading conclusions. The need to propose a set of methods for critical appraisal of the literature about scoliosis screening, a comprehensive summary and rating of the available evidence appeared essential. METHODS: To address these gaps, the study aims were: i) To propose a framework for the assessment of published studies on scoliosis screening effectiveness; ii) To suggest specific questions to be answered on screening effectiveness instead of trying to reach a global position for or against the programs; iii) To contextualize the knowledge through expert panel consultation and meaningful recommendations. The general methodological approach proceeds through the following steps: Elaboration of the conceptual framework; Formulation of the review questions; Identification of the criteria for the review; Selection of the studies; Critical assessment of the studies; Results synthesis; Formulation and grading of recommendations in response to the questions. This plan follows at best GRADE Group (Grades of Recommendation, Assessment, Development and Evaluation) requirements for systematic reviews, assessing quality of evidence and grading the strength of recommendations. CONCLUSIONS: In this article, the methods developed in support of this work are presented since they may be of some interest for similar reviews in scoliosis and orthopaedic fields.

Pelvic floor muscle training versus no treatment, or inactive control treatments, for urinary incontinence in women : a short version Cochrane systematic review with meta-analysis

Background Pelvic floor muscle training (PFMT) is a commonly used physical therapy for women with urinary incontinence (UI). Objectives To determine the effects of PFMT for women with UI in comparison to no treatment, placebo or other inactive control treatments. Search Methods Cochrane Incontinence Group Specialized Register, (searched 15 April 2013). Selection Criteria Randomized or quasi-randomized trials in women with stress, urgency or mixed UI (based on symptoms, signs, or urodynamics). Data Collection and Analysis At least two independent review authors carried out trial screening, selection, risk of bias assessment and data abstraction. Trials were subgrouped by UI diagnosis. The quality of evidence was assessed by adopting the (GRADE) approach. Results Twenty-one trials (1281 women) were included; 18 trials (1051 women) contributed data to the meta-analysis. In women with stress UI, there was high quality evidence that PFMT is associated with cure (RR 8.38; 95% CI 3.68 to 19.07) and moderate quality evidence of cure or improvement (RR 17.33; 95% CI 4.31 to 69.64). In women with any type of UI, there was also moderate quality evidence that PFMT is associated with cure (RR 5.5; 95% CI 2.87–10.52), or cure and improvement (RR 2.39; 95% CI 1.64–3.47). Conclusions The addition of seven new trials did not change the essential findings of the earlier version of this review. In this iteration, using the GRADE quality criteria strengthened the recommendations for PFMT and a wider range of secondary outcomes (also generally in favor of PFMT) were reported.

Scoping review of adherence promotion theories in pelvic floor muscle training : 2011 ics state-of-the-science seminar research paper I of IV

Aims This paper, the first of four emanating from the International Continence Society's 2011 State-of-the-Science Seminar on pelvic-floor-muscle training (PFMT) adherence, aimed to summarize the literature on theoretical models to promote PFMT adherence, as identified in the research, or suggested by the seminar's expert panel, and recommends future directions for clinical practice and research. Methods Existing literature on theories of health behavior were identified through a conventional subject search of electronic databases, reference-list checking, and input from the expert panel. A core eligibility criterion was that the study included a theoretical model to underpin adherence strategies used in an intervention to promote PFM training/exercise. Results A brief critique of 12 theoretical models/theories is provided and, were appropriate, their use in PFMT adherence strategies identified or examples of possible uses in future studies outlined. Conclusion A better theoretical-based understanding of interventions to promote PFMT adherence through changes in health behaviors is required. The results of this scoping review and expert opinions identified several promising models. Future research should explicitly map the theories behind interventions that are thought to improve adherence in various populations (e.g., perinatal women to prevent or lessen urinary incontinence). In addition, identified behavioral theories applied to PFMT require a process whereby their impact can be evaluated.

Pelvic-floor-muscle-training adherence “modifiers” : a review of primary qualitative studies : 2011 ICS State-of-the-Science Seminar research paper III of IV

Aims This review aims to locate and summarize the findings of qualitative studies exploring the experience of and adherence to pelvic floor muscle training (PFMT) to recommend future directions for practice and research. Methods Primary qualitative studies were identified through a conventional subject search of electronic databases, reference-list checking, and expert contact. A core eligibility criterion was the inclusion of verbatim quotes from participants about PFMT experiences. Details of study aims, methods, and participants were extracted and tabulated. Data were inductively grouped into categories describing “modifiers” of adherence (verified by a second author) and systematically displayed with supporting illustrative quotes. Results Thirteen studies (14 study reports) were included; eight recruited only or predominantly women with urinary incontinence, three recruited postnatal women, and two included women with pelvic organ prolapse. The quality of methodological reporting varied. Six “modifiers” of adherence were described: knowledge; physical skill; feelings about PFMT; cognitive analysis, planning, and attention; prioritization; and service provision. Conclusions Individuals' experience substantial difficulties with capability (particularly knowledge and skills), motivation (especially associated with the considerable cognitive demands of PFMT), and opportunity (as external factors generate competing priorities) when adopting and maintaining a PFMT program. Expert consensus was that judicious selection and deliberate application of appropriate behavior change strategies directed to the “modifiers” of adherence identified in the review may improve PFMT outcomes. Future research is needed to explore whether the review findings are congruent with the PFMT experiences of antenatal women, men, and adults with fecal incontinence.

Health professionals’ and patients’ perspectives on pelvic floor muscle training adherence : 2011 ICS State-of-the-Science Seminar research paper IV of IV

Aims There is scant information on pelvic floor muscle training (PFMT) adherence barriers and facilitators. A web-based survey was conducted (1) to investigate whether responses from health professionals and the public broadly reflected findings in the literature, (2) if responses differed between the two groups, and (3) to identify new research directions. Methods Health professional and public surveys were posted on the ICS website. PFMT adherence barriers and facilitators were divided into four categories: physical/condition, patient, therapy, and social-economic. Responses were analyzed using descriptive statistics from quantitative data and thematic data analysis for qualitative data. Results Five hundred and fifteen health professionals and 51 public respondents participated. Both cohorts felt “patient-related factors” constituted the most important adherence barrier, but differed in their rankings of short- and long-term barriers. Health professionals rated “patient-related” and the public “therapy-related” factors as the most important adherence facilitator. Both ranked “perception of PFMT benefit” as the most important long-term facilitator. Contrary to published findings, symptom severity was not ranked highly. Neither cohort felt the barriers nor facilitators differed according to PFM condition (urinary/faecal incontinence, pelvic organ prolapse, pelvic pain); however, a large number of health professionals felt differences existed across age, gender, and ethnicity. Half of respondents in both cohorts felt research barriers and facilitators differed from those in clinical practice. Conclusions An emphasis on “patient-related” factors, ahead of “condition-specific” and “therapy-related,” affecting PFMT adherence barriers was evident. Health professionals need to be aware of the importance of long-term patient perception of PFMT benefits and consider enabling strategies.

Pelvic floor muscles training to reduce symptoms and signs of vulvovaginal atrophy : a case study

Objective: Vulvovaginal atrophy (VVA), caused by decreased levels of estrogen, is a common problem in aging women. Main symptoms of VVA are vaginal dryness and dyspareunia. First-line treatment consists of the application of local estrogen therapy (ET) or vaginal moisturizer. In some cases however, symptoms and signs persist despite those interventions. This case study describes a 77-year-old woman with severe VVA symptoms despite use of local ET and the addition of pelvic floor muscle (PFM) training to her treatment. Methods: A patient with stress urinary incontinence and VVA was referred to a randomized clinical trial on PFM training. On pretreatment evaluation while on local ET, she showed VVA symptoms on the ICIQ Vaginal Symptoms questionnaire and the ICIQ-Female Sexual Matters associated with lower urinary tract Symptoms questionnaire, and also showed VVA signs during the physical and dynamometric evaluation of the PFM. She was treated with a 12-week PFM training program. Results: The patient reported a reduction in vaginal dryness and dyspareunia symptoms, as well as a better quality of sexual life after 12 weeks of PFM training. On posttreatment physical evaluation, the PFMs' tone and elasticity were improved, although some other VVA signs remained unchanged. Conclusions: Pelvic floor muscle training may improve some VVA symptoms and signs in women taking local ET. Further study is needed to investigate and confirm the present case findings and to explore mechanisms of action of this intervention for VVA.