步骤
- Self-Supervised Pre-Training，简称SPT
- Supervised Fine-Tuning，简称SFT
- Learning from Human Feedback，简称LfHF
Self-Supervised Pre-Training
自监督预训练（Self-Supervised Pre-Training，简称SPT）是一种机器学习技术，其中模型从输入的其他部分学习预测其输入的部分，而不使用显式标签。这种方法特别适用于利用未标记数据，因为未标记数据比标记数据更为丰富。以下是该概念的总结：
目标：
- 在大量未标记数据上训练模型，使其学习到有用的表征，这些表征可以后来用于特定任务的微调。
过程：
- 数据增强： 对输入数据进行各种方式的增强（例如，图像旋转、文本遮罩），以创建一种监督形式。
- 预文本任务： 设计一个代理任务，模型必须预测增强数据的某些方面。例如，给定一个带有遮罩词的句子，任务可能是预测遮罩词。
- 对比学习： 模型也可能被训练以区分相似和不相似的样本，推动它学习有意义的表征。
- 模型训练： 使用损失函数测量其解决任务的能力，在预文本任务上训练模型。
- 表征提取： 预训练后，使用模型学到的表征用于下游任务。
优点：
- 利用未标记数据，这通常比标记数据更容易获取。
- 可以导致更强大、更具有泛化能力的模型。
- 可以在标记数据有限的情况下提高下游任务的性能。
挑战：
- 设计有效的预文本任务，以学习有用的表征。
- 预训练大型模型所需的计算资源。
- 确保学到的表征可以转移到广泛的任务上。
应用：
- 自然语言处理（NLP）：像BERT和GPT这样的预训练模型使用自监督学习来理解语言。
- 计算机视觉：模型如SimCLR和MoCo无标签地学习图像表征。
- 语音识别：模型可以学习从过去的音频片段预测未来的音频片段。
自监督预训练在人工智能领域已成为一个基石，通过允许模型从大量未标记数据中学习，推动了各个领域的显著进步。
Supervised Fine-Tuning
监督式微调（Supervised Fine-Tuning，简称SFT）是在机器学习领域中使用的一种技术，特别是在自然语言处理（NLP）和计算机视觉等领域。以下是该概念的详细解释：
定义：
监督式微调是指在一个预训练模型的基础上，使用带有标签的数据集对其进行进一步训练，以适应特定的下游任务。这个过程通常在预训练模型已经学习了通用特征和表征之后进行。
过程：
- 预训练模型： 首先，模型在大规模的数据集上进行预训练，通常使用自监督学习的方法，如语言建模或图像遮罩预测。
- 准备数据集： 为特定的下游任务准备一个标注好的数据集。这个数据集包含了输入数据及其对应的标签。
- 模型调整： 对预训练模型的架构进行必要的调整，以适应下游任务的特性。这可能包括添加或移除某些层，或者调整模型的输出层以匹配任务的类别数量。
- 监督式训练： 使用标注好的数据集对模型进行训练。在这个过程中，模型的参数会根据损失函数（如交叉熵损失）进行优化，以最小化预测标签和真实标签之间的差异。
- 评估和优化： 在验证集上评估模型的性能，并根据需要调整超参数或模型结构以改善结果。
优点：
- 利用预训练模型已经学到的通用知识，可以减少对大量标注数据的依赖。
- 微调通常需要较少的计算资源和时间，因为模型只需要针对特定任务进行细化。
- 可以显著提高模型在特定任务上的性能。
挑战：
- 预训练模型可能需要大量的调整才能适应某些下游任务。
- 如果下游任务的标注数据很少，模型可能会过拟合。
- 需要确保预训练任务与下游任务之间的相关性，以确保微调的有效性。
应用：
- 在NLP中，预训练模型如BERT、RoBERTa和GPT可以微调用于情感分析、文本分类、命名实体识别等任务。
- 在计算机视觉中，预训练的卷积神经网络（CNN）可以微调用于图像分类、目标检测和图像分割等任务。
监督式微调是当前深度学习应用中的一个关键步骤，它使得模型能够在特定的应用场景中达到高性能表现。
Learning from Human Feedback
学习来自人类反馈（Learning from Human Feedback，简称LfHF）是一种机器学习范式，它涉及到利用人类的反馈来训练或改进人工智能模型，尤其是在那些难以直接定义奖励函数或标签数据难以获取的任务中。这种方法的目的是使AI系统能够更好地理解人类的意图、偏好和价值观，从而更有效地与人类互动和执行任务。
以下是LfHF的几个关键点：
基本概念：
- 人类反馈： 可以是显式的，如对模型输出的评分或纠正，也可以是隐式的，如用户行为或偏好数据。
- 强化学习： LfHF通常与强化学习（RL）结合使用，其中智能体通过与环境交互来学习最佳行为策略。
- 安全性和可解释性： LfHF有助于提高模型的安全性和可解释性，因为它允许人类直接指导学习过程。
过程：
- 初始化： 使用预训练模型或随机初始化的模型作为起点。
- 交互： 模型在特定环境中执行任务，并生成输出或行为。
- 收集反馈： 人类评估者的反馈被收集，可以是奖励信号、错误纠正、偏好排名等。
- 更新模型： 利用收集到的反馈更新模型参数，这通常涉及到强化学习算法的调整。
- 迭代： 重复上述步骤，直到模型的性能达到满意的水平。
方法：
- 奖励建模（Reward Modeling）： 通过训练一个模型来预测人类给出的奖励信号，然后将这个模型用作强化学习算法的奖励函数。
- 偏好学习（Preference Learning）： 当直接奖励难以获取时，可以通过比较不同模型输出的偏好来学习奖励信号。
- 逆向强化学习（Inverse Reinforcement Learning，IRL）： 通过观察人类的行为来推断奖励函数。
应用：
- 对话系统： 通过人类的反馈来学习更自然的对话流程和更符合用户偏好的回答。
- 机器人控制： 在复杂的物理任务中，通过人类的指导来学习更有效的控制策略。
- 推荐系统： 通过用户的互动数据来学习用户的偏好，以提供更个性化的推荐。
挑战：
- 主观性和不一致性： 人类反馈可能具有主观性，不同的人类评估者可能提供不一致的反馈。
- 样本效率： 依赖于人类反馈的学习过程可能需要大量的时间和资源。
- 安全性和偏见： 如果反馈包含偏见或错误信息，模型可能会学习到不理想的行为。
LfHF是人工智能领域中一个活跃的研究方向，它对于创建更安全、更可靠、更符合人类价值观的AI系统至关重要。
