展开菜单
首页 精品内容 本月促销 装机必备 Windows macOS软件 IOS软件 Android AI PDF教程 专题
全部分类

当前位置:

首页 > 业界资讯 > 打破大模型黑盒,彻底分解神经元!OpenAI对头Anthropic击破AI不可解释性障碍

打破大模型黑盒,彻底分解神经元!OpenAI对头Anthropic击破AI不可解释性障碍

多年来,我们一直无法理解人工智能是如何做出决策和产生输出的模型开发人员只能决定算法、数据,最后得到模型的输出结果,而中间部分——模型是怎么根据这些算法和数据输出结果,就成为了不可见的「黑箱」。所以就出现了「模型的训练就像炼丹」这样的戏言。但现在,模型黑箱终于有了可解释性!来自Anthropic的研究团队提取了模型的神经网络中最基本的单位神经元的可解释特征。这将是人类揭开AI黑箱的里程碑式的一步。Anthropic充满激动地表示:「如果我们能够理解模型中的神经网络是如何工作的,那么诊断模型的故障模式、设计修

多年来,我们一直无法理解人工智能是如何做出决策和产生输出的

模型开发人员只能决定算法、数据,最后得到模型的输出结果,而中间部分——模型是怎么根据这些算法和数据输出结果,就成为了不可见的「黑箱」。

打破大模型黑盒,彻底分解神经元!OpenAI对头Anthropic击破AI不可解释性障碍

所以就出现了「模型的训练就像炼丹」这样的戏言。

但现在,模型黑箱终于有了可解释性!

来自Anthropic的研究团队提取了模型的神经网络中最基本的单位神经元的可解释特征。

打破大模型黑盒,彻底分解神经元!OpenAI对头Anthropic击破AI不可解释性障碍

这将是人类揭开AI黑箱的里程碑式的一步。

Anthropic充满激动地表示:

「如果我们能够理解模型中的神经网络是如何工作的,那么诊断模型的故障模式、设计修复程序,并让模型安全地被企业和社会采用就将成为触手可及的现实!」

打破大模型黑盒,彻底分解神经元!OpenAI对头Anthropic击破AI不可解释性障碍

在Anthropic的最新研究报告《走向单语义性:用字典学习分解语言模型》中,研究人员使用字典学习的方法,成功地将包含512个神经元的层分解成了4000多个可解释的特征

打破大模型黑盒,彻底分解神经元!OpenAI对头Anthropic击破AI不可解释性障碍

研究报告地址:https://transformer-circuits.pub/2023/monosemantic-features/index.html

这些特征分别代表了DNA序列、法律语言、HTTP请求、希伯来文本和营养成分说明等

当我们孤立地观察单个神经元的激活时,我们无法看到这些模型属性中的大部分

打破大模型黑盒,彻底分解神经元!OpenAI对头Anthropic击破AI不可解释性障碍

大多数神经元都是「多语义」的,这意味着单个神经元与网络行为之间没有一致的对应关系

例如,在一个小型语言模型中,单个神经元在许多不相关的上下文中都很活跃,包括:学术引文、英语对话、HTTP 请求和韩语文本。

而在经典视觉模型中,单个神经元会对猫的脸和汽车的前脸做出反应。

在不同的语境中,许多研究都证明了一个神经元的激活可能具有不同的含义

打破大模型黑盒,彻底分解神经元!OpenAI对头Anthropic击破AI不可解释性障碍

一个潜在的原因是神经元的多语义性是由于叠加效应。这是一种假设的现象,即神经网络通过为每个特征分配自己的神经元线性组合来表示数据的独立特征,而这种特征的数量超过了神经元的数量

如果将每个特征视为神经元上的一个向量,那么特征集就构成了网络神经元激活的一个过完备线性基础。

在Anthropic之前的Toy Models of Superposition(《叠加玩具模型》)论文中,证明了稀疏性在神经网络训练中可以消除歧义,帮助模型更好地理解特征之间的关系,从而减少激活向量的来源特征的不确定性,使模型的预测和决策更可靠。

这一概念类似于压缩感知中的思想,其中信号的稀疏性允许从有限的观测中还原出完整的信号。

打破大模型黑盒,彻底分解神经元!OpenAI对头Anthropic击破AI不可解释性障碍

但在Toy Models of Superposition中提出的三种策略中:

(1)创建没有叠加的模型,或许可以鼓励激活稀疏性;

(2)在展现出叠加态的模型中,采用字典学习来寻找过完备特征

(3)依赖于两者结合的混合方法。

需要进行改写的内容是:方法(1)无法解决多义性问题,而方法(2)则容易出现严重的过拟合情况

因此,这次Anthropic的研究人员使用了一种称为稀疏自动编码器的弱字典学习算法,从经过训练的模型中生成学习到的特征,这些特征提供了比模型神经元本身更单一的语义分析单位。

具体来说,研究人员采用了具有512个神经元的MLP单层transformer,并通过从80亿个数据点的MLP激活上训练稀疏自动编码器,最终将MLP激活分解为相对可解释的特征,扩展因子范围从1×(512个特征)到256×(131,072个特征)。

为了验证本研究发现的特征比模型的神经元更具可解释性,我们进行了盲审评估,让一位人类评估员对它们的可解释性进行评分

可以看到,特征(红色)的得分比神经元(青色)高得多。

研究人员发现的特征相对于模型内部的神经元来说更易于理解,这一点已经得到证明

打破大模型黑盒,彻底分解神经元!OpenAI对头Anthropic击破AI不可解释性障碍

此外,研究人员还采用了「自动解释性」方法,通过使用大型语言模型生成小型模型特征的简短描述,并让另一个模型根据该描述预测特征激活的能力对其进行评分。

同样,特征得分高于神经元,证明了特征的激活及其对模型行为的下游影响具有一致的解释。

打破大模型黑盒,彻底分解神经元!OpenAI对头Anthropic击破AI不可解释性障碍

并且,这些提取出的特征还提供了一种有针对性的方法来引导模型。

如下图所示,人为激活特征会导致模型行为以可预测的方式更改。

打破大模型黑盒,彻底分解神经元!OpenAI对头Anthropic击破AI不可解释性障碍

以下是提取出的可解释性特征的可视化图:

打破大模型黑盒,彻底分解神经元!OpenAI对头Anthropic击破AI不可解释性障碍

点击左侧的特征列表,您可以与神经网络中的特征空间进行互动式探索

研究报告概要

这份来自Anthropic的研究报告,Towards Monosemanticity: Decomposing Language Models With Dictionary Learning,主要可以分为四个部分。

问题设置,研究人员介绍了研究动机,并阐述训练的transfomer和稀疏自动编码器。

单个特征详细调查,证明了研究发现的几个特征是功能上特定的因果单元。

通过全局分析,我们得出结论,典型特征是可以解释的,并且它们能够解释MLP层的重要组成部分

现象分析,描述了特征的几个属性,包括特征分割、普遍性,以及它们如何形成类似于「有限状态自动机」的系统来实现复杂的行为。

结论包括以下7个:

稀疏自动编码器具有提取相对单一的语义特征的能力

稀疏自编码器能够生成可解释的特征,而这些特征在神经元的基础中实际上是不可见的

3. 稀疏自动编码器特征可用于干预和引导变压器的生成。

4. 稀疏自编码器能生成相对通用的特征。

随着自动编码器大小的增加,特征有「分裂」的倾向。 重写后:随着自动编码器尺寸的增加,特征呈现出「分裂」的趋势

6. 只需512个神经元即可表示成千上万个特征

7. 这些特征通过连接在一起,类似于「有限状态自动机」的系统,实现了复杂的行为,如下图所示

打破大模型黑盒,彻底分解神经元!OpenAI对头Anthropic击破AI不可解释性障碍

具体详细内容可见报告。

Anthropic认为,要将本研究报告中小模型的成功复制到更大的模型上,我们今后面临的挑战将不再是科学问题,而是工程问题

为了在大型模型上实现解释性,需要在工程领域投入更多的努力和资源,以克服模型复杂性和规模带来的挑战

包括开发新的工具、技术和方法,以应对模型复杂性和数据规模的挑战;也包括构建可扩展的解释性框架和工具,以适应大规模模型的需求。

这将成为解释性人工智能和大规模深度学习研究领域的最新趋势

本文内容来源于互联网,如有侵权请联系删除。
作者最新文章
业界资讯
相关文章 更多
精品专题 更多
本月促销

正软商城本月促销专区,汇集办公、设计、安全、影音、系统工具及AI软件等正版软件优惠活动,提供限时折扣、特价授权和优惠购买信息,活动库存及价格以页面实时展示为准。

装机必备

正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

Windows

正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

macOS软件

正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

IOS软件

正软商城iOS软件专区,精选适用于iPhone和iPad的办公、学习、影音、设计、效率及AI应用,提供功能介绍、适用设备、系统要求和正版获取方式等信息。

AI

正软商城AI软件专区,汇集AI写作、AI绘画、AI视频、AI办公、AI编程、AI翻译、智能客服和数据分析等人工智能工具,提供功能介绍、适用平台、收费方式及正版购买信息。

PDF教程

正软商城PDF教程频道提供PDF编辑、转换、合并、拆分、压缩及格式处理方法,同时介绍常用PDF软件和工具的使用技巧。

Mac软件 更多
灵活计算器
灵活计算器

灵活计算器是一款笔记式算数应用,支持实时计算、动态关联和云端同步功能。记录、整理和输出之间的过渡会更自然,适合长期写作、做笔记或持续沉淀个人内容。

赤友清理大师
赤友清理大师

赤友清理大师是一款为 Mac 设计的智能清理优化工具,可精准扫描垃圾、大文件、重复文件等,释放磁盘空间。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

极度公式
极度公式

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

图几
图几

图几是一款适用于 macOS 的截图、标注与美化工具,支持离线操作保障隐私。界面整理和高频系统操作被放到一起考虑,桌面或窗口内容一多时,管理起来会更省心。

密码键盘
密码键盘

密码键盘是一款兼具安全性与便捷性的高效密码管理器。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。

思源笔记
思源笔记

思源笔记是一款本地笔记软件,提供所见即所得的编辑方式,为长文写作带来顺滑的体验。记录、整理和输出之间的过渡会更自然,适合长期写作、做笔记或持续沉淀个人内容。

Office 365 简体中文
Office 365 简体中文

一款文字处理软件,一种订阅式的跨平台办公软件,基于云平台提供多种服务,通过将 Excel 和 Outlook 等应用与 OneDrive 和 Microsoft Teams 等强大的云服务相结合,Office 365 可让任何人使用任何设备随时随地创建和共享内容。

WALTR PRO
WALTR PRO

WALTR是一款电脑至iOS文件传输转换工具,操作简单,快速实现文件识别与传送。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

CodeExpander
CodeExpander

CodeExpander 是一款快捷短语输入增强工具,通过键入缩写自动展开为自定义文段,提升工作效率。任务管理和过程控制会更完整,持续下载、批量同步或需要稳定传输流程的场景会更适合它。

Mountain Duck
Mountain Duck

Mountain Duck 是一款能将多个网盘挂载到本地的工具,像本地磁盘一样使用网盘。清理链路的完整性会更好一些,做应用卸载、残留处理和空间整理时,通常能少走很多手动排查步骤。

Menuist
Menuist

Menuist 是一款面向 macOS 的 Finder 右键菜单增强工具,主要用来补充新建文件、快捷导航等常用操作,让日常文件管理和访问路径时更高效、更顺手。

Mole
Mole

Mole 是一款专为 Mac 设计的深度清理优化工具,涵盖缓存清理、应用管理及实时状态监控等功能。清理链路的完整性会更好一些,做应用卸载、残留处理和空间整理时,通常能少走很多手动排查步骤。

WINDOWS 更多
Windows 10
Windows 10

Windows 10 是一款微软推出的经典操作系统,拥有硬件兼容性与多任务处理能力。它更偏向把系统状态查看和常用调节动作放在一起,适合需要持续观察和微调设备状态的场景。

极度公式
极度公式

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

密码键盘
密码键盘

密码键盘是一款兼具安全性与便捷性的高效密码管理器。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。

思源笔记
思源笔记

思源笔记是一款本地笔记软件,提供所见即所得的编辑方式,为长文写作带来顺滑的体验。记录、整理和输出之间的过渡会更自然,适合长期写作、做笔记或持续沉淀个人内容。

傲梅轻松备份
傲梅轻松备份

傲梅轻松备份是一款专业易用的数据备份软件,为重要数据提供安全保障。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。

Office 365 简体中文
Office 365 简体中文

一款文字处理软件,一种订阅式的跨平台办公软件,基于云平台提供多种服务,通过将 Excel 和 Outlook 等应用与 OneDrive 和 Microsoft Teams 等强大的云服务相结合,Office 365 可让任何人使用任何设备随时随地创建和共享内容。

Wise Folder Hider Pro
Wise Folder Hider Pro

Wise Folder Hider Pro 是一款专业级文件和文件夹隐藏加密软件,为私密数据添加多重保护。高频操作更强调就近处理,浏览、整理和跨目录移动文件时,来回切换和重复点击都会少很多。

WALTR PRO
WALTR PRO

WALTR是一款电脑至iOS文件传输转换工具,操作简单,快速实现文件识别与传送。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

CodeExpander
CodeExpander

CodeExpander 是一款快捷短语输入增强工具,通过键入缩写自动展开为自定义文段,提升工作效率。任务管理和过程控制会更完整,持续下载、批量同步或需要稳定传输流程的场景会更适合它。

PinStack
PinStack

PinStack是一款轻量级的Windows平台剪贴板管理工具,优化您的剪贴板使用体验。它更偏向把系统状态查看和常用调节动作放在一起,适合需要持续观察和微调设备状态的场景。

Mountain Duck
Mountain Duck

Mountain Duck 是一款能将多个网盘挂载到本地的工具,像本地磁盘一样使用网盘。清理链路的完整性会更好一些,做应用卸载、残留处理和空间整理时,通常能少走很多手动排查步骤。

Seer
Seer

Seer是一款在Win平台下的空格键功能增强效率工具,只需轻敲空格键,就能预览几乎任何格式的文件。它更适合把零散的小功能集中起来使用,处理高频琐碎任务时会更省事。