Mesurer la compréhension des machines face à la perception humaine
Des recherches montrent que c'est compliqué d'aligner le traitement machine avec la perception humaine.
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Table des matières
- Qu'est-ce que l'Alignement ?
- Les Méthodes Utilisées
- Conclusions Clés
- Cohérence interne des Tests
- L'Importance de l'Intégration
- Choix pour Combiner les Scores
- Résultats des Différentes Méthodes
- Le Défi des Discrépances
- La Route à Suivre
- Le Besoin d'Évaluations Plus Larges
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
Ces dernières années, les chercheurs ont bossé sur des méthodes pour voir à quel point les réseaux neuronaux artificiels correspondent à la façon de penser et de se comporter des humains. Ça inclut des réflexions sur les moyens de comparer comment les machines voient et comprennent les images par rapport aux humains.
Alignement ?
Qu'est-ce que l'Dans ce contexte, l'alignement signifie à quel point les façons dont les machines traitent l'info ressemblent à celles des humains. Par exemple, si une machine regarde une image et la décrit d'une manière qui colle à la façon dont les gens le feraient, on dit qu'elle est bien alignée avec la perception humaine.
Les Méthodes Utilisées
Pour vérifier l'alignement, les chercheurs utilisent divers Tests et benchmarks. Un benchmark important s'appelle Brain-Score, qui mesure à quel point les machines s'alignent avec les données du cerveau humain. Les chercheurs examinent à la fois les données neuronales (comment le cerveau réagit aux images) et les Données comportementales (comment les gens réagissent ou classifient les images).
Conclusions Clés
L'étude a trouvé que l'accord entre les différents tests d'alignement n'est pas très fort. Dans certains cas, les Scores étaient bas, voire négatifs. Ça suggère que les différentes méthodes d'alignement pourraient mesurer des choses différentes, et que l'alignement est plus complexe qu'il n'y paraît au premier abord.
Cohérence interne des Tests
En comparant différents tests, les chercheurs ont remarqué que les tests comportementaux (basés sur les actions humaines) ont tendance à bien fonctionner ensemble. Cependant, les tests neuronaux (basés sur le fonctionnement du cerveau) ne s'accordent souvent pas entre eux ou avec les tests comportementaux. Cette incohérence suggère que les différents tests ne mesurent pas tous les mêmes choses.
L'Importance de l'Intégration
Étant donné les résultats variés des différents tests, il est essentiel de réfléchir à comment combiner ces tests en un seul score. La méthode actuelle qui consiste à faire la moyenne des scores pourrait ne pas représenter ce qui se passe de manière précise. Les chercheurs ont constaté que les scores comportementaux dépassent souvent les scores neuronaux, ce qui pourrait mener à des conclusions trompeuses sur la performance d'un modèle.
Choix pour Combiner les Scores
Les chercheurs ont exploré différentes façons de combiner ces scores :
- Moyenne Arithmétique : La méthode standard utilisée dans Brain-Score, où tous les scores sont simplement moyennés.
- Moyenne Z-transformée : Une méthode où chaque score est ajusté pour qu'ils aient tous une moyenne de zéro et un écart-type de un avant d'être moyennés.
- Classement Moyen : Au lieu d'utiliser des scores bruts, cette méthode classe chaque modèle selon sa performance sur des métriques individuelles et moyenne ces classements.
Chaque méthode a ses avantages et inconvénients ; par exemple, la moyenne arithmétique peut être influencée par des scores extrêmes, tandis que le classement moyen perd certaines infos quantitatives mais se concentre sur l'ordre relatif de performance.
Résultats des Différentes Méthodes
Les résultats ont montré que l'utilisation de différentes méthodes pour combiner les scores peut mener à des classements variés des modèles, soulignant l'importance de la manière dont les scores sont intégrés. Ça suggère qu'aucune méthode n'est parfaite, et que les chercheurs doivent être attentifs à ces choix.
Le Défi des Discrépances
Un gros souci, c'est que différentes métriques peuvent donner des résultats très différents pour les mêmes modèles. Dans certains cas, un modèle peut bien scorer sur un test et mal sur un autre. Ça soulève des questions sur ce que signifie vraiment "humain-like" en matière d'apprentissage machine, et si on devrait se concentrer sur plusieurs aspects de l'alignement plutôt que sur un seul score.
La Route à Suivre
Alors que les chercheurs continuent à rassembler plus de données et à améliorer leurs méthodes, la question de la meilleure façon de mesurer l'alignement restera un sujet crucial. Une meilleure compréhension de la relation entre les différents tests pourrait mener à de meilleurs modèles et, en fin de compte, à une meilleure perception par les machines.
Le Besoin d'Évaluations Plus Larges
Les efforts actuels sont limités par le nombre de modèles disponibles pour le test. Une plus grande variété de modèles aiderait à tirer des conclusions plus fiables sur l'alignement.
Conclusion
En résumé, cette recherche montre que mesurer à quel point les réseaux neuronaux artificiels s'alignent avec la perception humaine est complexe et nécessite une attention particulière. Différentes métriques révèlent des aspects variés de l'alignement, et le choix de la méthode pour combiner ces scores impacte significativement les résultats. Explorer cet alignement peut mener à des avancées dans la création de machines qui imitent mieux le traitement visuel humain. À mesure que le domaine évolue, intégrer ces métriques de manière réfléchie sera clé pour obtenir des évaluations justes et précises des modèles d'apprentissage machine.
Titre: How Aligned are Different Alignment Metrics?
Résumé: In recent years, various methods and benchmarks have been proposed to empirically evaluate the alignment of artificial neural networks to human neural and behavioral data. But how aligned are different alignment metrics? To answer this question, we analyze visual data from Brain-Score (Schrimpf et al., 2018), including metrics from the model-vs-human toolbox (Geirhos et al., 2021), together with human feature alignment (Linsley et al., 2018; Fel et al., 2022) and human similarity judgements (Muttenthaler et al., 2022). We find that pairwise correlations between neural scores and behavioral scores are quite low and sometimes even negative. For instance, the average correlation between those 80 models on Brain-Score that were fully evaluated on all 69 alignment metrics we considered is only 0.198. Assuming that all of the employed metrics are sound, this implies that alignment with human perception may best be thought of as a multidimensional concept, with different methods measuring fundamentally different aspects. Our results underline the importance of integrative benchmarking, but also raise questions about how to correctly combine and aggregate individual metrics. Aggregating by taking the arithmetic average, as done in Brain-Score, leads to the overall performance currently being dominated by behavior (95.25% explained variance) while the neural predictivity plays a less important role (only 33.33% explained variance). As a first step towards making sure that different alignment metrics all contribute fairly towards an integrative benchmark score, we therefore conclude by comparing three different aggregation options.
Auteurs: Jannis Ahlert, Thomas Klein, Felix Wichmann, Robert Geirhos
Dernière mise à jour: 2024-07-10 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2407.07530
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.07530
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
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