AI自己长出了类似大脑的脑叶?新研究揭示LLM特征的惊人几何结构

本文涉及的产品
Serverless 应用引擎免费试用套餐包,4320000 CU,有效期3个月
简介: 近年来,大型语言模型(LLM)的内部运作机制备受关注。麻省理工学院的研究人员在论文《The Geometry of Concepts: Sparse Autoencoder Feature Structure》中,利用稀疏自编码器(SAE)分析LLM的激活空间,揭示了其丰富的几何结构。研究发现,特征在原子、大脑和星系三个尺度上展现出不同的结构,包括晶体结构、中尺度模块化结构和大尺度点云结构。这些发现不仅有助于理解LLM的工作原理,还可能对模型优化和其他领域产生重要影响。

近年来,大型语言模型(LLM)的内部运作机制一直是研究的热点。最近,一篇名为"The Geometry of Concepts: Sparse Autoencoder Feature Structure"的论文揭示了LLM特征的惊人几何结构,引发了广泛的关注和讨论。

这篇论文由麻省理工学院的研究人员撰写,他们利用稀疏自编码器(SAE)来分析LLM的激活空间,并发现了其中蕴含的丰富几何结构。SAE是一种无监督学习算法,能够从高维数据中提取出具有语义意义的特征。

研究人员首先将LLM的激活空间中的点(即特征)视为概念的表示,然后通过SAE对这些特征进行编码和解码。他们发现,SAE能够生成一个由高维向量组成的字典,这些向量对应着LLM所代表的概念宇宙。

研究人员在分析SAE生成的字典时,发现了特征在三个不同尺度上的有趣结构:

  1. 原子尺度:晶体结构

    • 在原子尺度上,研究人员发现了由平行四边形或梯形组成的"晶体"结构。这些结构反映了概念之间的语义关系,例如经典的例子(man:woman::king:queen),其中(man, woman, king, queen)形成了一个近似的平行四边形。
    • 这种结构可以解释为两个功能向量的作用:一个将男性实体变为女性,另一个将实体变为王室成员。
  2. 大脑尺度:中尺度模块化结构

    • 在大脑尺度上,研究人员发现了显著的空间模块化结构。例如,数学和代码特征形成了一个"脑叶",类似于功能脑叶在神经fMRI图像中的表现。
    • 他们通过多种度量方法量化了这些脑叶的空间局部性,并发现在足够粗的尺度上,共同出现的特征是空间上聚集在一起的,这比随机特征几何的情况更为显著。
  3. 星系尺度:大尺度点云结构

    • 在星系尺度上,研究人员发现特征点云的结构不是各向同性的,而是具有一个幂律的本征值,其中中间层具有最陡的斜率。
    • 他们还量化了聚类熵如何随层变化,发现中间层具有较低的聚类熵,而早期和晚期层具有较高的熵。

这些发现对我们理解LLM的工作原理具有重要意义。首先,它们揭示了LLM在处理语言时所利用的潜在几何结构,这为我们理解语言的表示和生成提供了新的视角。

其次,这些发现可能对LLM的优化和改进具有指导意义。例如,了解特征的几何结构可以帮助我们设计更好的正则化方法,以减少模型的过拟合风险。

此外,这些发现还可能对其他领域产生影响,例如计算机视觉和自然语言处理。例如,了解特征的几何结构可以帮助我们设计更好的图像分类器或机器翻译系统。

这篇论文的发现无疑是令人兴奋的,它们为我们理解LLM的内部运作机制提供了新的洞见。然而,也有一些问题和挑战需要进一步的研究和探索。

首先,尽管研究人员发现了特征的几何结构,但他们并没有完全解释这些结构的起源和作用。例如,为什么会出现幂律的本征值?这些结构对LLM的性能有何影响?这些问题需要进一步的研究来回答。

其次,这篇论文主要关注的是LLM的激活空间,而没有考虑其他因素,如注意力机制和上下文信息。这些因素也可能对特征的几何结构产生影响,因此需要进一步的研究来综合考虑各种因素的作用。

最后,尽管这篇论文的发现具有重要意义,但它们是否能够应用于实际的LLM优化和改进仍然是一个未知数。因此,需要进一步的研究来验证这些发现的实用性和可行性。

论文链接:https://arxiv.org/pdf/2410.19750

相关实践学习
1分钟部署经典小游戏
本场景介绍如何使用Serverless应用引擎SAE 1分钟快速部署经典小游戏。
SAE的功能与使用入门
欢迎来到《SAE的功能与使用入门》,本课程是“云原生Serverless Clouder认证“系列中的第三阶段。课程将向您介绍阿里云Serverless应用引擎(SAE)服务相关的概念、特性与使用方式。通过课程将带您逐步深入探索Serverless世界,借助SAE服务,即使没有丰富的云计算和IT经验,也能够让开发人员在实际业务场景中便捷的掌握如何构建和部署应用程序,快速拥抱Serverless架构,将精力聚焦在应用代码和业务逻辑的实现上。 学习完本课程后,您将能够: 掌握Serverless应用引擎(SAE)的基本概念与核心优势 了解Serverless应用引擎(SAE)的核心功能 掌握使用Serverless应用引擎(SAE)的开发和部署流程 了解Serverless应用引擎(SAE)的适用场景和最佳实践  
目录
相关文章
|
6天前
|
人工智能 数据挖掘
AI长脑子了?LLM惊现人类脑叶结构并有数学代码分区,MIT大牛新作震惊学界!
麻省理工学院的一项新研究揭示了大型语言模型(LLM)内部概念空间的几何结构,与人脑类似。研究通过分析稀疏自编码器生成的高维向量,发现了概念空间在原子、大脑和星系三个层次上的独特结构,为理解LLM的内部机制提供了新视角。论文地址:https://arxiv.org/abs/2410.19750
42 12
|
18小时前
|
机器学习/深度学习 人工智能
Leffa:Meta AI 开源精确控制人物外观和姿势的图像生成框架,在生成穿着的同时保持人物特征
Leffa 是 Meta 开源的图像生成框架,通过引入流场学习在注意力机制中精确控制人物的外观和姿势。该框架不增加额外参数和推理成本,适用于多种扩散模型,展现了良好的模型无关性和泛化能力。
25 11
Leffa:Meta AI 开源精确控制人物外观和姿势的图像生成框架,在生成穿着的同时保持人物特征
|
18天前
|
自然语言处理 算法
RAG真能提升LLM推理能力?人大最新研究:数据有噪声,RAG性能不升反降
随着大型语言模型(LLM)在自然语言处理领域的广泛应用,检索增强生成(RAG)技术因能引入新知识和减少幻觉而受到关注。然而,RAG对LLM推理能力的实际提升效果仍存争议。中国人民大学的一项研究表明,RAG虽能辅助LLM推理,但在处理含噪信息和深度推理时面临挑战。为此,研究团队提出了DPrompt tuning方法,旨在解决噪声问题并提升RAG性能。
44 12
|
22天前
|
人工智能 安全 数据挖掘
远离生成式AI大乱斗,SAS公司揭示亚太区千亿AI市场蓝图
远离生成式AI大乱斗,SAS公司揭示亚太区千亿AI市场蓝图
|
16天前
|
人工智能 前端开发 编译器
【AI系统】GCC 主要特征
GCC(GNU Compiler Collection)是由理查德·斯托曼于1987年创建,最初作为GNU项目的一部分,旨在为GNU/Linux系统提供高效C语言编译器。随着时间发展,GCC不仅支持多种编程语言如C++、Java、Swift等,还具备强大的可移植性、模块化设计及跨平台交叉编译能力,成为全球广泛使用的开源编译器之一。其编译过程分为预处理、编译、汇编和链接四个阶段,支持静态和动态链接方式,适用于本地编译和交叉编译场景。
21 2
|
19天前
|
人工智能 监控 安全
大模型训练遭投毒损失千万美元?Anthropic惊人发现:LLM植入炸弹,代码库暗藏bug!
在AI领域,前沿语言模型的快速发展引人注目,但也带来了潜在的灾难性风险。Anthropic等机构研究了模型的破坏性能力,即模型在特定情境下通过隐蔽手段破坏人类评估、监控或决策的能力。研究团队设计了模拟部署场景的评估方法,对Claude 3 Opus和Claude 3.5 Sonnet模型进行了评估,发现这些模型在当前监督下未达到破坏性能力的阈值,但随着能力提升,未来可能需要更严格的评估和缓解措施。
25 4
|
21天前
|
人工智能 开发者
人类自身都对不齐,怎么对齐AI?新研究全面审视偏好在AI对齐中的作用
论文《AI对齐中的超越偏好》挑战了偏好主义AI对齐方法,指出偏好无法全面代表人类价值观,存在冲突和变化,并受社会影响。文章提出基于角色的对齐方案,强调AI应与其社会角色相关的规范标准一致,而非仅关注个人偏好,旨在实现更稳定、适用性更广且更符合社会利益的AI对齐。论文链接:https://arxiv.org/pdf/2408.16984
30 2
|
1月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
基于AI的性能优化技术研究
基于AI的性能优化技术研究
|
6天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 自然语言处理
转载:【AI系统】AI的领域、场景与行业应用
本文概述了AI的历史、现状及发展趋势,探讨了AI在计算机视觉、自然语言处理、语音识别等领域的应用,以及在金融、医疗、教育、互联网等行业中的实践案例。随着技术进步,AI模型正从单一走向多样化,从小规模到大规模分布式训练,企业级AI系统设计面临更多挑战,同时也带来了新的研究与工程实践机遇。文中强调了AI基础设施的重要性,并鼓励读者深入了解AI系统的设计原则与研究方法,共同推动AI技术的发展。
转载:【AI系统】AI的领域、场景与行业应用
|
1天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
探索AI在医疗诊断中的应用与挑战
【10月更文挑战第21天】 本文深入探讨了人工智能(AI)技术在医疗诊断领域的应用现状与面临的挑战,旨在为读者提供一个全面的视角,了解AI如何改变传统医疗模式,以及这一变革过程中所伴随的技术、伦理和法律问题。通过分析AI技术的优势和局限性,本文旨在促进对AI在医疗领域应用的更深层次理解和讨论。