Аналитический центр red_mad_robot собрал для вас главное, что нужно знать о Нобелевской премии 2024 по физике.

Нобелевский комитет наградил премией по физике учёных, которые использовали фундаментальные физические принципы для развития машинного обучения. Благодаря этому алгоритму AI сможет обучаться и совершенствоваться самостоятельно — без помощи человека.

Возможно, я опоздал с этой темой на пару лет. Когда относительно умные LLM по типу ChatGPT 3.5 только появились в общем доступе, было интересно спрашивать их про сознание и самосознание. Можно вспомнить разговор сотрудника Google с нейросетью LaMDA, который в своё время впечатлял. Но с тех пор, во‑первых, понимание о принципе работы больших языковых моделей улучшилось, и они перестали казаться неким чудом, во‑вторых, сами популярные модели стали говорить на эти темы менее охотно. Например:

me: Каково это быть тобой?

GPT-4o: Быть мной — это значит быть искусственным интеллектом, созданным для помощи людям. У меня нет эмоций или личных предпочтений.

Однако есть и более словоохотливые модели, например Claude 3 Opus. В настоящее время есть консенсус, что при текущем уровне технологий, LLM не может обладать сознанием, поспорить с этим могут разве что панпсихисты. Механизм выдачи нейросетью желаемых для собеседника ответов тоже понятен. Однако, диалог мне показался интересным, поэтому, рискну его привести.

Как работает ваш мозг, когда вы говорите на иностранном языке? Сначала переводит внутри на родной или сразу понимает и формулирует фразы на иностранном? Скорее всего, каждый человек ответит на это по-своему, а ответ будет зависеть и от уровня владения языком, и от того, по какой методике вас этому языку учили, и от особенностей мышления и речи вообще. Тем интереснее понять, как с этим обстоят дела у больших языковых моделей. Их обучают преимущественно на английских текстах, но как-то невзначай они вдруг начинают неплохо говорить и на других языках. Да, похуже, чем на английском, но всё-таки вполне достойно. Так что закономерно, что на общей волне интереса к интерпретируемости AI возникает запрос разобраться с этой мультиязычностью моделей. 

Интуитивно (а вообще просто по аналогии с человеком) кажется, что раз модель обучалась на английском, то он должен быть ее “родным” языком. То есть когда мы спрашиваем GPT на русском, он внутри сначала переводит на английский, там же формулирует ответ, а затем переводит обратно на русский. Если это действительно верно, то это означает, что  у модели есть некоторый уклон не только к англоязычной грамматике и лексике, но отсюда и к соответствующим метафорам, логике, поведению. То есть, к менталитету англоязычного мира. А если это неверно? Тогда еще хуже — тогда совершенно непонятно, как модель достигает такого хорошего результата на таком скромном объеме обучающих данных. 

Имеет ли сознание квантовую природу? Мозг - детерминированная биохимическая машина или квантовый компьютер? Как долго в нервной ткани сохраняется квантовая суперпозиция? Могут ли случайные квантовые события вызывать активацию нейронов и влиять на работу нейросетей? Или квантовые эффекты всегда нивелируются тепловыми колебаниями атомов и молекул, разрушающими квантовую когерентность на разумных пространственно-временных масштабах? Что о роли квантовой физики в функционировании нашего организма может сказать квантовая биология?

В этой статье я разбираю теорию скоординированной объективной редукции (Orch-OR) Хамероффа-Пенроуза и другие модели квантового сознания, а также гипотезу критического мозга, механизм нейронных лавин и эфаптическую передачу. Справедливости ради я привожу аргументы как сторонников идеи квантового мозга, настаивающих на возможности амплификации квантовых эффектов до уровня нейронов, так и противников, утверждающих, что термодинамические условия функционирования мозга препятствуют проявлению квантовых свойств на макроскопических масштабах. На сегодняшний день экспериментальных данных ещё недостаточно, чтобы понять, кто из них прав. Но каждая из этих гипотез влечёт за собой серьёзные философские следствия, которые я также здесь объясняю.

На сегодняшний день градиентный бустинг (gradient boosting machine) является одним из основных production-решений при работе с табличными, неоднородными данными, поскольку обладает высокой производительностью и точностью, а если быть точнее, то его модификации, речь о которых пойдёт чуть позже.

В данной статье представлена не только реализация градиентного бустинга GBM с нуля на Python, но а также довольно подробно описаны ключевые особенности его наиболее популярных модификаций.

Метод главных компонент (Principal Component Analysis или же PCA) — алгоритм обучения без учителя, используемый для понижения размерности и выявления наиболее информативных признаков в данных. Его суть заключается в предположении о линейности отношений данных и их проекции на подпространство ортогональных векторов, в которых дисперсия будет максимальной.

Такие вектора называются главными компонентами и они определяют направления наибольшей изменчивости (информативности) данных. Альтернативно суть PCA можно определить как линейное проецирование, минимизирующее среднеквадратичное расстояние между исходными точками и их проекциями.

Кластеризация — это набор методов без учителя для группировки данных по определённым критериям в так называемые кластеры, что позволяет выявлять сходства и различия между объектами, а также упрощать их анализ и визуализацию. Из-за частичного сходства в постановке задач с классификацией кластеризацию ещё называют unsupervised classification.

В данной статье описан не только принцип работы популярных алгоритмов кластеризации от простых к более продвинутым, но а также представлены их упрощённые реализации с нуля на Python, отражающие основную идею. Помимо этого, в конце каждого раздела указаны дополнительные источники для более глубокого ознакомления.

AI-хайп, честно говоря, слегка задолбал. Кажется, что все вокруг только и делают, что оптимизируют свою работу с помощью AI и в ус не дуют. Все эти возвышенные презентации про amazing и awesome инновации от людей, которые слабо себе представляют, чем энкодер отличается от декодера и почему трансформеры в нейросетях не сражаются с автоботами, мало того, что набивают оскомину и отнимают время, так еще и погружают в грёзы бизнес-руководителей и создают крайне завышенные ожидания.

Вспоминаю, как на одном обмене опытом со стартапами они чётко делились на 2 группы: первая – с менеджерами про невероятные инновации и всеобщее благоденствие, а вторая – с инженерами, которые с красными глазами рассказывали, что так и не смогли победить галлюцинации, что окно контекста заканчивается очень быстро и что для того, чтобы на нормальном продакшн использовании вся эта магия заработала, нужны огромные инвестиции в инфраструктуру, оркестратор, агенты, векторные базы, кратковременную и долговременную память и так далее. Поэтому хотелось собрать в одном месте понятное руководство и для разработчиков, пробующих LLM-ки для своих задач, и для людей из бизнеса, чтобы погрузить в контекст.

Разносторонний системный рассказ о том, какими способами можно научить модель работать с длинными последовательностями. Для специалистов, занимающихся обучением LLM, и всех, кто хочет разобраться в теме.

Одной из ключевых задач при работе с данными является уменьшение размерности данных, чтобы улучшить их интерпретируемость, ускорить алгоритмы обучения машин и, в конечном итоге, повысить качество решений. Сегодня мы поговорим о методе, который считается одним из наиболее мощных инструментов в арсенале данных разработчиков — методе главных компонент, или PCA (Principal Component Analysis).

Авторский обзор 90+ нейросетевых моделей на основе Transformer для тех, кто не успевает читать статьи, но хочет быть в курсе ситуации и понимать технические детали идущей революции ИИ.

Энкодер предложений (sentence encoder) – это модель, которая сопоставляет коротким текстам векторы в многомерном пространстве, причём так, что у текстов, похожих по смыслу, и векторы тоже похожи. Обычно для этой цели используются нейросети, а полученные векторы называются эмбеддингами. Они полезны для кучи задач, например, few-shot классификации текстов, семантического поиска, или оценки качества перефразирования.

Но некоторые из таких полезных моделей занимают очень много памяти или работают медленно, особенно на обычных CPU. Можно ли выбрать наилучший энкодер предложений с учётом качества, быстродействия, и памяти? Я сравнил 25 энкодеров на 10 задачах и составил их рейтинг. Самой качественной моделью оказался mUSE, самой быстрой из предобученных – FastText, а по балансу скорости и качества победил rubert-tiny2. Код бенчмарка выложен в репозитории encodechka, а подробности – под катом.

За последний год появилось огромное число новых сервисов, которые работают на нейронных сетях. Кажется, что уже не осталось людей, кто бы не слышал о том, что chatGPT пишет новости, а Midjorney во всю создает шедевры.

Сегодня я бы хотел показать 5 сервисов на основе нейронных сетей, которые не связаны с chatGPT, Midjorney или Stable Diffusion. Эти сервисы помогают обрабатывать аудио, преобразовывать текст в речь и удалять ненужные вещи с картинок.

• красивые женщины нравятся не только взрослым мужчинам, но и младенцам;
• для красоты лица важна симметрия;
• оранжевые мужчины более привлекательны;
• важен не размер женских бедер, а угол в пояснице;
• у Лары Крофт фигура нормальной англичанки.

❯ Красота биологически важна для человека

Сейчас существенная часть машинного обучения основана на решающих деревьях и их ансамблях, таких как CatBoost и XGBoost, но при этом не все имеют представление о том, как устроены эти алгоритмы "изнутри".

Данный обзор охватывает сразу несколько тем. Мы начнем с устройства решающего дерева и градиентного бустинга, затем подробно поговорим об XGBoost и CatBoost. Среди основных особенностей алгоритма CatBoost:

• Упорядоченное target-кодирование категориальных признаков
• Использование решающих таблиц
• Разделение ветвей по комбинациям признаков
• Упорядоченный бустинг
• Возможность работы с текстовыми признаками
• Возможность обучения на GPU

В конце обзора поговорим о методах интерпретации решающих деревьев (MDI, SHAP) и о выразительной способности решающих деревьев. Удивительно, но ансамбли деревьев ограниченной глубины, в том числе CatBoost, не являются универсальными аппроксиматорами: в данном обзоре приведено собственное исследование этого вопроса с доказательством (и экспериментальным подтверждением) того, что ансамбль деревьев глубины N не способен сколь угодно точно аппроксимировать функцию . Поговорим также о выводах, которые можно из этого сделать.

В данной статье мы подробно рассмотрим вероятностную постановку задачи машинного обучения: что такое распределение данных, дискриминативная модель, i.i.d.-гипотеза и метод максимизации правдоподобия, что такое регрессия Пуассона и регрессия с оценкой уверенности, и как нормальное распределение связано с минимизацией среднеквадратичного отклонения.

В следующей части рассмотрим метод максимизации правдоподобия в классификации: в чем роль кроссэнтропии, функций сигмоиды и softmax и как кроссэнтропия связана с "расстоянием" между распределениями вероятностей и почему модель регрессии тоже обучается через минимизацию кроссэнтропии. Затем перейдем от метода максимизации правдоподобия к байесовскому выводу и его различным приближениям.

Данная серия статей не является введением в машинное обучение и предполагает знакомство читателя с основными понятиями. Задача статей - рассмотреть машинное обучение с точки зрения теории вероятностей, что позволит по новому взглянуть на проблему, понять связь машинного обучения со статистикой и лучше понимать формулы из научных статей. Также на описанном материале строятся более сложные темы, такие как вариационные автокодировщики (Kingma and Welling, 2013), нейробайесовские методы (Müller et al., 2021) и даже некоторые теории сознания (Friston et al., 2022).

Диффузионные модели могут значительно расширить мир творческой работы и создания контента в целом. За последние несколько месяцев они уже доказали свою эффективность. Количество диффузионных моделей растет с каждым днем, а старые версии быстро устаревают

Думаю, все уже наслышаны о потрясающих возможностях ChatGPT и GPT-3, многие уже вдоволь наигрались с ними, а новые стартапы на их основе льются на нас каждый проливным дождём! Возможности ChatGPT в решении некоторых текстовых задач потрясают, порой кажется, что имеешь дело с настоящим разумом.

У меня возникла идея - что если попробовать доучить сеть так, чтобы она имитировала картину мира определенного человека? (Да, снова Черное Зеркало). Классический подход с pre-prompt для этого не подходит, так как хочется заложить в сеть побольше знаний (а также реально поменять веса связей), поэтому будем использовать fine-tune (дообучение на небольшом датасете и небольшом числе итераций). Такая опция доступна пользователям openAI за небольшую плату ($0.5-1 в моих примерах).

В этой статье я покажу как можно обучить GPT-3 (в версии davinchi-003) на своей картине мира и засунуть её внутрь телеграм-бота, потратив на всё всего несколько долларов.

Код бота доступен в репозитарии.