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⚛️ La Boîte à Outils Atomique (Micro-NAS)

Si le fichier 3_Macro_NAS.md décrit les "organes" (Macro-NAS) que notre AGI peut utiliser, ce fichier 1_Micro_NAS.md décrit l'ADN et les cellules de base (Micro-NAS).

À ce niveau microscopique, l'algorithme génétique ne manipule pas de "réseaux", mais de pures opérations mathématiques, des synapses individuelles, et des lois de la physique computationnelle. C'est à partir de ces atomes que les blocs Macro-NAS sont eux-mêmes construits.

1. 🧮 Opérations Mathématiques et Tensorielles (Le calcul pur)

  • MatMul (Multiplication Matricielle) : L'atome fondamental du Deep Learning. Projette un vecteur dans un nouvel espace.
  • Element-wise Add/Mul : Addition ou multiplication point-par-point entre deux vecteurs (fusion simple).
  • DotProduct (Produit Scalaire) : Mesure la similarité ou l'alignement géométrique entre deux concepts.
  • Einsum (Einstein Summation) : La notation atomique permettant de créer n'importe quelle contraction tensorielle complexe.
  • Kronecker Product : Multiplie deux espaces vectoriels pour créer un espace d'états massivement intriqué.

2. 🌊 Opérations Fréquentielles (Traitement du Signal)

  • Fast Fourier Transform (FFT) : Bascule un tenseur du domaine spatial/temporel au domaine des fréquences (idéal pour capturer des motifs globaux instantanément).
  • Wavelet Transform (Ondelettes) : Permet d'analyser des signaux à différentes échelles de résolution.
  • Convolution Kernel (1D/2D/3D) : Un filtre glissant qui extrait des motifs invariants par translation.

3. ⚡ Fonctions d'Activation (Création de non-linéarité)

Sans ces atomes, le réseau ne serait qu'une immense fonction linéaire (incapable d'apprendre la complexité du monde).

  • ReLU / LeakyReLU : Les atomes classiques par morceaux (si négatif, alors 0). Simples et rapides.
  • GELU / Swish : Les atomes lisses et continus, très utilisés dans les Transformers modernes.
  • Sine / Cosine (Activation Périodique) : Permet au réseau de comprendre des fréquences, des cycles et des signaux continus (ex: réseaux SIREN).
  • Softmax / Sparsemax : Convertit un vecteur brut en un atome de "probabilité" (dont la somme fait 1).
  • Heaviside Step Function : Une activation brutale (0 ou 1), fondation des réseaux de neurones à impulsions (Spiking).

4. 🚪 Mécanismes de Filtrage (Gating)

  • Gated Linear Unit (GLU) : Une porte logique multiplicative qui permet au réseau de choisir dynamiquement quelles informations laisser passer.
  • Sigmoid Gate : La valve classique (0 à 1) utilisée dans la mémoire des LSTM pour décider d'oublier ou de retenir une donnée.

5. 🕸️ Topologies de Connexion (Les Synapses)

Comment l'information voyage d'un point A à un point B.

  • Dense Link : Connexion où chaque neurone A parle à tous les neurones B.
  • Sparse Link : Connexion économique où un neurone ne parle qu'à une poignée de voisins (topologie éparse).
  • Residual/Skip Connection : L'information court-circuite le traitement et s'additionne directement à la sortie (contourne la disparition du gradient).
  • Recurrent Link : Le neurone se renvoie son propre état au pas de temps suivant (atome de la mémoire temporelle).

6. ⚖️ Opérateurs de Stabilisation & Normalisation

Atomes nécessaires pour empêcher le réseau de s'effondrer mathématiquement (explosion des valeurs).

  • LayerNorm / RMSNorm : Centre et réduit les vecteurs pour garder les signaux dans des proportions acceptables (moyenne 0, variance 1).
  • Spectral Normalization : Punit la plus grande valeur singulière d'une matrice de poids (Lipschitz continuity) pour une stabilité absolue (très utilisé dans les GANs).
  • Gradient Clipping : Règle qui plafonne mathématiquement la taille d'une mise à jour (coupe les pics de gradient).

7. 📐 Atomes d'Évaluation (Fonctions de Perte & Distances)

Comment la cellule mesure son erreur.

  • Kullback-Leibler Divergence (KL) : Mesure l'entropie relative entre deux distributions de probabilité.
  • Wasserstein Distance : La distance issue du transport optimal, ultra-stable pour évaluer deux distributions déconnectées.
  • InfoNCE (Contrastive Loss) : Pousse les concepts similaires à s'attirer dans l'espace mathématique et les concepts différents à se repousser violemment.

8. 🎲 Régularisation & Bruit (Entropie contrôlée)

  • Dropout : Désactive aléatoirement des neurones entiers à chaque passage pour forcer l'adaptation.
  • DropConnect : Coupe des connexions synaptiques individuelles plutôt que des neurones entiers.
  • Gaussian Noise Injection : Ajoute une perturbation continue (bruit blanc) aux tenseurs pour forcer le modèle à généraliser.

9. 🧬 Règles de Mise à Jour (Optimiseurs & Plasticité)

C'est la manière dont le "poids" d'une connexion change après une expérience.

  • Hebbian Update : "Cells that fire together, wire together". L'atome d'apprentissage biologique local, sans calcul d'erreur globale.
  • AdamW / L-BFGS : Atomes mathématiques calculant le gradient avec inertie (momentum) ou courbure du second ordre.
  • SAM (Sharpness-Aware Minimization) : Cherche des minimums d'erreur "plats" plutôt que "pointus", rendant l'architecture beaucoup plus tolérante aux mutations.
  • Weight Decay (L2 Penalty) : L'atome qui "ronge" lentement le poids d'une synapse à chaque étape pour éviter les valeurs extrêmes.

10. 🌱 Atomes de Naissance (Initialisation)

  • Xavier / Kaiming Initialization : Les règles mathématiques pures qui définissent la variance avec laquelle les poids naissent au temps T=0 pour éviter l'explosion de l'activation.
  • Orthogonal Initialization : Force les matrices de poids à être parfaitement orthogonales dès le départ, préservant l'énergie des vecteurs qui les traversent.

11. 📏 Précision & Types de Données (La matière première)

La taille physique de l'information dans la mémoire de l'ordinateur.

  • FP32 / FP16 / BF16 : Les atomes flottants standards (haute précision, forte consommation).
  • INT8 / INT4 : Des atomes quantifiés en nombres entiers (perte de nuances, mais ultra-rapides et légers).
  • Binary (-1, +1) / Ternary (-1, 0, +1) : La forme la plus compressée possible. Le réseau devient un gigantesque circuit logique booléen.