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# Informática# Aprendizagem de máquinas# Inteligência Artificial# Computação e linguagem

Ensinando Máquinas: Uma Abordagem de Autoaprendizado

Um novo método permite que modelos de linguagem aprendam habilidades de adição de forma independente.

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Aprender é uma parte importante de como a gente cresce e melhora. O mesmo vale pra máquinas, especialmente os grandes modelos de linguagem. Esses modelos conseguem escrever, responder perguntas e até resolver problemas, mas geralmente precisam de um monte de dados criados por humanos pra aprender. Esse artigo dá uma olhada em uma maneira de permitir que esses modelos ensinem a si mesmos novas habilidades.

A Necessidade de Autoaprendizado

Tradicionalmente, os modelos de linguagem são treinados usando uma quantidade enorme de informações criadas por humanos. Embora eles possam fazer coisas impressionantes, tem um limite do que conseguem aprender só com os dados que já existem. Depois de um certo ponto, os dados podem acabar, dificultando a melhoria contínua dos modelos. Essa limitação cria uma situação onde os modelos podem ficar presos, incapazes de aprender tarefas mais complexas sem mais dados.

Uma Nova Abordagem

Nessa exploração, apresentamos um método chamado Auto-Educação através do Raciocínio em Cadeia de Pensamentos. Esse método permite que modelos de linguagem pensem nos problemas passo a passo, ajudando-os a aprender a resolver tarefas como Adição por conta própria. O modelo usa esse processo de raciocínio pra dividir problemas em partes menores, facilitando encontrar a resposta certa.

Como Funciona

  1. Aprendizado Inicial: O primeiro passo envolve ensinar o modelo problemas básicos de adição com um número limitado de dígitos. Isso é feito usando um ajuste supervisionado, onde o modelo aprende com a ajuda de exemplos corretos.

  2. Auto-treinamento: Uma vez que o modelo mostra que consegue resolver problemas de adição corretamente, ele entra na fase de auto-treinamento. Nessa fase, o modelo gera seus próprios exemplos, usando o que aprendeu pra se ensinar. Ele pede pra si mesmo resolver problemas e vê se consegue acertar sem precisar de ajuda externa.

  3. Verificação de Erros: Um grande desafio no autoaprendizado é que os erros podem se acumular, piorando os problemas ao longo do tempo. Pra resolver isso, o modelo usa checagens de auto-consistência. Ele gera várias respostas pra mesma pergunta e só mantém as respostas que combinam. Esse método ajuda a evitar que dados imprecisos entrem no processo de treinamento.

A Tarefa de Adição

A adição foi escolhida como a primeira tarefa por duas razões principais:

  • É uma habilidade fundamental em matemática.
  • Se um modelo consegue ensinar a si mesmo a resolver problemas de adição, isso pode indicar que ele pode aprender tarefas mais complexas mais tarde.

O modelo é treinado pra somar números, e o objetivo é ver se ele consegue aprender a somar números maiores sem precisar de exemplos adicionais.

Resultados do Auto-Treinamento

As descobertas mostraram que o modelo podia melhorar bastante após o auto-treinamento. Por exemplo, um modelo que tinha sido treinado apenas em números menores aprendeu a resolver problemas de adição com dígitos maiores de forma eficaz. O processo foi comparado a uma criança aprendendo a somar - ela começa com problemas simples e gradualmente avança pra coisas mais complexas.

Desafios Encontrados

Apesar dos sucessos, houve desafios pelo caminho:

  • Avalanche de Erros: Esse fenômeno acontece quando pequenos erros na saída do modelo se acumulam com o tempo. Se o modelo comete um erro em uma rodada, esse erro pode se agravar nas rodadas seguintes, levando a um desempenho ruim.

  • Limites de Treinamento: Mesmo com as novas vantagens do autoaprendizado, os modelos não aprendem indefinidamente. Eventualmente, eles atingem um limite, especialmente quando se deparam com problemas que precisam de raciocínio mais avançado.

O Papel do Raciocínio em Cadeia de Pensamentos

O raciocínio em cadeia de pensamentos desempenha um papel crucial nesse processo de aprendizado. Ele atua como uma força guia, ajudando o modelo a pensar de forma lógica e abordar os problemas de maneira estruturada. Mapeando seu processo de pensamento, o modelo pode expressar como chegou a uma resposta.

Aplicações Práticas

As implicações desse modelo de autoaprendizado vão além da adição. Se os modelos conseguem melhorar suas habilidades de adição, eles também podem ser capazes de lidar com tarefas mais complexas, como multiplicação ou até problemas de lógica mais intrincados.

Limitações e Direções Futuras

Embora os resultados sejam promissores, eles destacam algumas limitações:

  • Ainda Não Generalizável: Os métodos atuais não mostraram que os modelos podem auto-aprender em todos os tipos de tarefas.

  • Necessidade de Modelos Maiores: Modelos maiores podem ser necessários pra ultrapassar os limites do que o autoaprendizado pode realizar, possivelmente permitindo que continuem melhorando sozinhos ao longo do tempo.

Conclusão

Resumindo, dar aos modelos de linguagem a capacidade de se ensinar através do raciocínio em cadeia de pensamentos abre novas possibilidades pra melhorar suas capacidades. Mesmo com os desafios, essa abordagem mostra potencial em permitir que os modelos aprendam sem a entrada constante de humanos, podendo transformar a nossa visão sobre aprendizado de máquinas. Essa exploração na auto-educação pode pavimentar o caminho pra sistemas de IA mais avançados, capazes de auto-melhoria e maior autonomia em seus processos de aprendizado.

Fonte original

Título: Chain-of-Thought Reasoning is a Policy Improvement Operator

Resumo: Large language models have astounded the world with fascinating new capabilities. However, they currently lack the ability to teach themselves new skills, relying instead on large amounts of human-generated training data. We introduce SECToR (Self-Education via Chain-of-Thought Reasoning), a proof-of-concept demonstration that language models can teach themselves new skills using chain-of-thought reasoning. During the self-learning loop, SECToR asks models to solve addition problems using chain-of-thought reasoning before training the next version of the model to solve those same problems directly without using such reasoning. This process often results in an improved model which can, when again augmented with chain-of-thought reasoning, solve even harder problems than the original model, allowing the self-learning loop to continue. Language models trained via SECToR autonomously learn to add up to the longest-length-digit numbers without access to any ground truth examples beyond an initial supervised fine-tuning phase consisting only of numbers with 6 or fewer digits. Our central hypothesis is that chain-of-thought reasoning can act as a policy improvement operator, similarly to how Monte-Carlo Tree Search is used in AlphaZero (Silver et al., 2017). We hope that this research can lead to new directions in which language models can learn to teach themselves without the need for human demonstrations.

Autores: Hugh Zhang, David C. Parkes

Última atualização: 2023-11-08 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2309.08589

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.08589

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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