OpenAI的强化微调:RL+Science创造新神还是灭霸?
数据的形式类似于 instructiong tuning 的常见形式,有多个选项以及正确选项。同一时间,OpenAI 还发布了一个强化微调研究项目,鼓励学者专家们上传自己领域的独特数据,测试他们的强化微调能力。
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这个结果很漂亮,用的技术正是已经广泛应用于 alignment, math, coding 领域的方法,其前身就是 Reinforcement learning from human feedback (RLHF). RLHF 用来对齐大模型与人类偏好性数据,训练数据的形式为(问题,回答 1,回答 2,偏好),让用户选择更喜欢的回答,学习人类的偏好,训练奖励模型(reward model)。给定 reward model 之后,用强化学习算法 (PPO, DPO)来微调模型参数,微调后的模型更容易生成用户喜欢的内容。
当求解 math 和 coding 问题时,每个问题都有正确答案。这时可以用 MCTS 等 RL 方法,生成大量的不同的求解轨迹,有的正确有的错误,用回答正确的轨迹做 SFT,或者用(正确解法,错误解法)的组合来做 RLHF。更进一步,可以把轨迹生成和 RLHF 微调这两步迭代起来,不断调整 reference policy,迭代不断提高正确率,如 GRPo 或 SPPO 等。
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OpenAI 的 RFT 只需要很少数据,就能再一些专家场景中,学会医疗诊断和科学决策,这个方法本质上还是 CoT+RL,其中 CoT 这步可以 brainstorm 增强生成多样的不同推理路径,然后根据答对没有来进行打分,再继续做 RL 微调并且迭代。CoT 可以是把一系列的科学 / 医疗常识串联起来。这些常识来自预训练。
难点在于如何定义什么是 RL 里的 state-transition, 也即一步的思维推理。每一步 state transition 是大模型已经学到的科学常识,再用 RL 找到通向高分的完整链路。关键问题是如何做到 token-level 和 full-response level RL 直接找到平衡点,也即如何描述”state”。token-level 的微调效率太低、不容易泛化;full-response level 又会迷糊了推理的过程。
更 fundamental 的问题是:何找到思维链里面的 “state” 呢,思维的 state representation 是不是已经在预训练里涌现出来了?有了合适的 state representation,RFT 就可以 easy, stable and robust。
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Demo 里也能看出这个技术现阶段的局限性。罕见病排查,从医学角度重要,但是确实已知的科学,而且是已知科学问题中最简单的一类。罕见病的诊断往往有清晰的基因指标,和相对流程化的判别路径。之所以能用很少的数据就学会这个诊断过程,是因为很多人类专家任务的 know-how 其实是简单的决策树,几十个案例就足以囊括底层逻辑。
这类问题本质是多项选择题,只要选择有限,不同选项之间区分度大就很容易掌握。
这个 demo 还规避了 RLHF 里最难搞的 reward modeling 步骤,随便设定一个打分函数就能用,比如正确答案给 1 分,错误答案 0 分。
然而真正的科学问题,往往不是有固定选项的选择题,没有标准答案,如何定义 action,如何定义问题该怎么问,如何给新的科学概念一个定义一个名字,这才是最高级也最有挑战的科学难题。科学的数据也往往是 noisy 的,不是简单的多选题,没有清晰的决策树。
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讲完了技术的潜力,我们来讨论风险。今天 OpenAI 发布 RFT 的同一时间,推出了强化微调研究项目。这个项目邀请全世界的科研人员提供他们领域的决策数据集,让 OpenAI 来测试其 RFT 推理决策能力,不断进化。
然而,看到这个项目的时候,让人冷汗不已。
今年夏天,我参加美国科学院召开的 AI for science 安全讨论会,包括诺奖获得者 David Baker 在内的很多研究者也在场。讨论会上,每个人都要回答为什么自己正在开发的 AI for science 技术是安全的,是可控的、可追踪的。
如果科学这颗宝石,如果都集中在了同一个非开源公司手里,那么我们造出的是新神,还是带上了无限手套的灭霸?
作者介绍
王梦迪现任普林斯顿大学电子与计算机工程系终身教授,并创立并担任普林斯顿大学 “AI for Accelerated Invention” 中心的首任主任。她的研究领域涵盖强化学习、可控大模型、优化学习理论以及 AI for Science 等多个方向。王梦迪曾先后在 Google DeepMind、高等研究院与 Simons 研究院担任访问学者,并荣获 MIT TR35、美国国家科学基金会(NSF)事业奖、Google 学者奖等多项荣誉。2024 年 7 月,她获颁 AACC Donald Eckman 奖,以表彰其在控制与动态系统、机器学习及信息论交叉领域所作出的杰出贡献。
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