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La Brecha Creciente en los Recursos de Investigación de IA

Examinando cómo el poder de cómputo afecta la investigación de IA en la academia y la industria.

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La inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático (AA) se han vuelto esenciales en varias Industrias. Con el aumento de recursos informáticos potentes, hay una brecha cada vez mayor entre la industria y la academia en cuanto al acceso a estos recursos. Esta división afecta cómo se lleva a cabo la Investigación y quién lidera los avances en el campo. Este artículo explora cómo las diferencias en la potencia de cálculo impactan las contribuciones académicas al aprendizaje automático y por qué esto es importante.

La Brecha de Cómputo

Hay una diferencia notable en cómo la industria y la academia usan los recursos informáticos para la investigación en IA. Los laboratorios de la industria tienden a tener acceso a computadoras mucho más potentes y presupuestos más grandes que las instituciones académicas. Esta división es particularmente evidente en áreas de aprendizaje automático que requieren recursos computacionales sustanciales. La capacidad de la industria para aprovechar una extensa potencia de cómputo ha llevado a un cambio en quién domina áreas de investigación significativas, especialmente aquellas que involucran Modelos grandes, como los modelos de lenguaje.

Impacto en las Contribuciones de Investigación

La tendencia muestra que ahora se desarrollan menos modelos de aprendizaje automático a gran escala por instituciones académicas. En el pasado, la academia era responsable de una parte significativa de estos desarrollos. Por ejemplo, a principios de los 2010, alrededor del 65% de los modelos notables provenían de laboratorios Académicos. Sin embargo, a principios de los 2020, este número cayó a aproximadamente el 10%. Como resultado, los laboratorios de la industria han llegado a dominar el entrenamiento de modelos a gran escala, con más del 80% de los modelos provenientes de equipos solo de la industria.

Este cambio genera preocupaciones sobre el papel de los investigadores académicos en las contribuciones a los avances en el aprendizaje automático. La investigación enfocada en la industria suele tener como objetivo aplicaciones comerciales, lo que podría dejar de lado investigaciones académicas importantes que no tienen un potencial de ganancias inmediato. La pérdida de la aportación académica puede obstaculizar perspectivas diversas y evaluaciones críticas necesarias para un desarrollo responsable de la IA.

Razones de la Brecha de Cómputo

La brecha en los recursos informáticos se puede atribuir a varios factores:

Desafíos de Financiamiento

Los investigadores académicos a menudo lidian con financiamiento limitado, lo que restringe su capacidad para adquirir el hardware informático más reciente. En contraste, los laboratorios de la industria pueden justificar presupuestos significativos para experimentos, ya que esperan un retorno de inversión a través de productos comerciales. En consecuencia, los altos costos asociados con el entrenamiento de IA pueden empujar a los investigadores académicos a centrarse en proyectos que requieren menos potencia de cómputo.

Experiencia en Ingeniería

Configurar y gestionar clústeres de cómputo potentes requiere conocimientos especializados. Mientras que la industria puede contratar equipos de ingenieros con las habilidades necesarias, la academia generalmente carece de esos recursos dedicados. Muchos investigadores trabajan en equipos pequeños o individualmente, lo que dificulta manejar las complejidades de configuraciones de hardware a gran escala.

Acceso a Redes de Cómputo

Los actores de la industria suelen tener mejor acceso a centros de datos y recursos, a veces a bajo costo o sin costo alguno. Las grandes empresas tecnológicas también son proveedores de servicios en la nube, lo que significa que tienen la infraestructura lista para sus equipos de investigación. Esta ventaja facilita a los investigadores de la industria realizar experimentos que requieren muchos recursos informáticos.

Diferencias en el Enfoque de Investigación

El enfoque de la industria tiende a ser en comercializar la investigación, lo que los lleva a priorizar proyectos que brindan beneficios inmediatos. En contraste, la investigación académica a menudo es más exploratoria y puede no necesitar siempre recursos computacionales extensivos. Esta diferencia en prioridades puede contribuir a la creciente brecha en los resultados de investigación entre los dos sectores.

Consecuencias de la Brecha de Cómputo

La creciente brecha de cómputo tiene varias implicaciones para el panorama de la investigación en aprendizaje automático:

Cambio en los Temas de Investigación

A medida que la industria toma la delantera en áreas de alto cómputo, es probable que la academia se incline hacia temas de investigación menos exigentes computacionalmente. Este cambio podría llevar a un enfoque más limitado en la investigación académica, restringiendo la exploración de áreas complejas e innovadoras que requieren una potencia de cómputo significativa.

Marginación de Modelos Fundacionales

La industria se ha convertido en la principal fuerza detrás del desarrollo de grandes modelos fundacionales, como los modelos de lenguaje avanzados. Muchos de los avances e innovaciones en este espacio ahora son impulsados por la industria, con la academia desempeñando un papel mucho más pequeño. La falta de participación académica significa que algunas preguntas cruciales sobre las capacidades y limitaciones de estos modelos pueden no ser examinadas a fondo.

Scrutinio Limitado de Sistemas de IA

Con el dominio de la industria en el desarrollo de modelos grandes, existe el riesgo de un menor escrutinio de estos sistemas. La evaluación crítica y las pruebas de los artefactos de aprendizaje automático son vitales para entender sus riesgos y limitaciones. Si el papel de la academia disminuye, podría perjudicar el escrutinio general necesario para garantizar un desarrollo responsable y seguro de la IA.

Recomendaciones de Política

Para abordar los desafíos que surgen de la brecha de cómputo, varias intervenciones políticas pueden ayudar a cerrar la brecha entre la academia y la industria:

Mejorar el Acceso a Cómputo

Iniciativas nacionales destinadas a proporcionar a las instituciones académicas mejor acceso a recursos computacionales pueden ayudar a nivelar el campo de juego. Al apoyar a la academia con subvenciones e infraestructura, los investigadores pueden llevar a cabo proyectos de alto impacto que requieren potencia de cómputo extensa. Este apoyo es crucial para áreas que se centran en interpretar y garantizar la seguridad de los modelos de IA.

Promover Iniciativas de Ciencia Abierta

Fomentar la participación de investigadores académicos en la ciencia abierta puede reducir significativamente el impacto de la brecha de cómputo. Compartir modelos preentrenados o conjuntos de datos puede empoderar a investigadores que no son de la industria para contribuir a la comunidad de investigación, permitiendo perspectivas e innovaciones diversas. La ciencia abierta fomenta la colaboración, lo que puede ayudar a abordar desafíos que la industria podría pasar por alto.

Acceso Estructurado a Modelos de la Industria

Crear programas de acceso estructurado permite a los investigadores académicos evaluar y estudiar modelos de la industria mientras se respeta la propiedad intelectual. Al controlar cómo se pueden usar estos modelos, los investigadores pueden obtener información sin comprometer los intereses de los desarrolladores. Este enfoque ayuda a facilitar un escrutinio independiente y apoyar una investigación de alta calidad.

Auditoría de Terceros

Establecer prácticas de auditoría de terceros puede garantizar que los sistemas de IA desarrollados por la industria sean evaluados por expertos independientes. Este proceso ayudaría a validar afirmaciones sobre la seguridad y efectividad de estos sistemas y promovería la responsabilidad dentro de la industria. Las auditorías de terceros también pueden cerrar la brecha entre la investigación académica y las prácticas de la industria al proporcionar una oportunidad para la colaboración.

Conclusión

La brecha entre los recursos de cómputo disponibles para la industria y la academia impacta significativamente el panorama de la investigación en IA y aprendizaje automático. A medida que la industria continúa dominando el desarrollo de modelos a gran escala, las contribuciones académicas podrían disminuir, lo que llevaría a menos perspectivas diversas y un menor escrutinio crítico de los poderosos sistemas de IA. Abordar esta situación requiere esfuerzos colaborativos e intervenciones políticas para garantizar que la academia pueda seguir siendo un jugador vital en el desarrollo responsable de tecnologías de IA. Al mejorar el acceso a recursos de cómputo, promover la ciencia abierta y fomentar evaluaciones independientes, podemos trabajar hacia un ecosistema de investigación más equilibrado donde tanto la industria como la academia contribuyan al avance del aprendizaje automático de manera responsable y transparente.

Fuente original

Título: The Compute Divide in Machine Learning: A Threat to Academic Contribution and Scrutiny?

Resumen: There are pronounced differences in the extent to which industrial and academic AI labs use computing resources. We provide a data-driven survey of the role of the compute divide in shaping machine learning research. We show that a compute divide has coincided with a reduced representation of academic-only research teams in compute intensive research topics, especially foundation models. We argue that, academia will likely play a smaller role in advancing the associated techniques, providing critical evaluation and scrutiny, and in the diffusion of such models. Concurrent with this change in research focus, there is a noticeable shift in academic research towards embracing open source, pre-trained models developed within the industry. To address the challenges arising from this trend, especially reduced scrutiny of influential models, we recommend approaches aimed at thoughtfully expanding academic insights. Nationally-sponsored computing infrastructure coupled with open science initiatives could judiciously boost academic compute access, prioritizing research on interpretability, safety and security. Structured access programs and third-party auditing may also allow measured external evaluation of industry systems.

Autores: Tamay Besiroglu, Sage Andrus Bergerson, Amelia Michael, Lennart Heim, Xueyun Luo, Neil Thompson

Última actualización: 2024-01-08 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2401.02452

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2401.02452

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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