在对齐 AI 时，为什么在线方法总是优于离线方法？

在人工智能领域，尤其是大型语言模型的对齐方面，强化学习从人类反馈（RLHF）是一种被广泛采用的框架。然而，离线对齐算法的兴起引发了对RLHF中在线采样必要性的质疑。最近，一篇由Yunhao Tang等人撰写的论文深入研究了在线和离线对齐算法之间的性能差距，并提供了一些有趣的见解。

该研究首先通过一系列实验展示了在线方法相对于离线方法的明显优势，特别是在奖励过优化的背景下。这一发现促使研究人员进一步探索导致这种性能差异的原因，并进行了一系列精心设计的实验消融分析。

一个可能的解释是离线数据的覆盖范围或质量不足。然而，研究人员发现，仅仅这些因素并不能令人信服地解释性能差异。他们还观察到，虽然离线算法训练的策略在成对分类方面表现出色，但在生成方面却较差；而通过在线算法训练的策略在生成方面表现出色，但在成对分类方面较差。这暗示了鉴别能力和生成能力之间存在着一种独特的相互作用，而这种相互作用在很大程度上受到采样过程的影响。

此外，研究人员发现，无论使用对比损失函数还是非对比损失函数，性能差距仍然存在。而且，仅仅通过增加策略网络的规模似乎也不能解决这个问题。这些发现表明，在线采样在AI对齐中起着至关重要的作用，并暗示了离线对齐算法面临的一些根本性挑战。

该研究的一个关键贡献是强调了在线采样在AI对齐中的重要性。通过直接与环境交互，在线方法能够生成更多样化和相关的数据，从而更好地捕捉到人类反馈的细微差别。相比之下，离线方法依赖于预先收集的数据集，这些数据集可能无法充分代表模型在实际应用中可能遇到的各种情况。

然而，该研究也指出了离线对齐算法的一些潜在优势。例如，离线方法通常比在线方法更高效，因为它们不需要与环境进行实时交互。此外，离线方法还可以利用大规模数据集进行训练，从而提高模型的泛化能力。

尽管该研究提供了对在线和离线对齐算法之间性能差距的宝贵见解，但仍有一些问题有待解决。例如，研究人员没有深入研究在线和离线方法之间鉴别能力和生成能力差异的根本原因。此外，该研究主要集中在大型语言模型的对齐上，而其他类型的AI系统（如计算机视觉或机器人技术）可能需要不同的方法。

论文地址：https://arxiv.org/abs/2405.08448