Аспирант доказал, что вековой математический закон способен ускорить обучение ИИ
Согласно исследованию Массачусетского технологического института (США), кодирование симметрий поможет языковым моделям обучаться на меньшем количестве данных. Это доказал аспирант, который применил закон Вейля к работе с нейросетями и сформулировал связь между симметричностью данных и размером обучающей выборки.
Чтобы языковая модель работала корректно, ее необходимо обучить на достаточном количестве данных (обучающая выборка). Далее алгоритм тестируют на других данных, которые называются валидационной выборкой. Чем меньше нейросеть ошибается на валидации, тем выше точность алгоритма и качественнее результат работы.
Иногда, чтобы обучить алгоритм, нужно большое количество данных. Если они есть, обучение просто занимает много времени. Когда их не хватает, как бывает, например, в вычислительной химии, это напрямую влияет на результаты исследований. Аспирант Массачусетского технологического института Бехруз Тахмасеби (Behrooz Tahmasebi) еще в студенческие годы предположил, что машинное обучение можно рассмотреть в плоскости дифференциальной геометрии.
Закон, который использовал Тахмасеби, больше века назад сформулировал немецкий математик Герман Вейль. Полученную им формулу традиционно применяли к физическим процессам, например к колебанию струны. Аспирант заметил: закон связан с оценкой входных данных (измеряет сложность спектральной информации), однако не учитывает симметрию. Тахмасеби допустил, что адаптированная формула может облегчить машинное обучение.
В соавторстве с доцентом Технического университета Мюнхена (Германия), приглашенным преподавателем МТИ Стефани Джегелкой (Stefanie Jegelka) Тахмасеби сформулировал и доказал теорему, которая демонстрирует линейную зависимость между количеством симметрий во входных данных и скоростью обучения нейросети. Если алгоритм обучается на изображениях, которые можно разделить на две симметричные части, то нейросетевой модели при кодировании симметрий понадобится «запомнить» в два раза меньше информации (половину картинки) и потратить в два раза меньше времени. Если симметричных фрагментов в каждом компоненте выборки 10, то и время обучения нейросети снизится в 10 раз. Точность алгоритма при этом не пострадает или даже увеличится.
С помощью открытия Тахмасеби и Джегелки можно решать и менее очевидные задачи. Допустим, нейросети необходимо выбрать все картинки, на которых есть цифра «3». Если не учитывать симметрии, то алгоритм будет внимателен к ее местонахождению (вверху поля, внизу, по центру, справа и так далее) и положению (перевернута, наклонена). Когда симметричность данных закодируют, модель узнает цифру «3» на изображении вне зависимости от того, как ее на нем разместили.
В научной статье, которую высоко оценили на Конференции по машинному обучению и вычислительной нейронауке и препринт которой доступен на arxiv.org, Тахмасеби и Джегелка сделали еще один значимый вывод. Если использовать многомерную симметрию, преимущество будет экспоненциальным. Вторая теорема исследователей демонстрирует, что это максимальный результат, которого можно достичь. Представленный в работе алгоритм при этом универсален: он применим к любым симметриям — в том числе к тем, которые откроют в будущем.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Физтехи предложили аналитический способ описания передачи энергии от ультракороткого лазерного импульса к квантовому осциллятору, находящемуся в тепловом равновесии. Эта модель показывает, как сверхкороткие вспышки света возбуждают микроскопические системы — молекулы, кристаллы, плазмоны, фотоны и электронные центры в веществе. Это важно для разработки методов сверхбыстрого управления веществом, генерации терагерцового излучения и подбора оптимальных параметров лазерных импульсов для возбуждения заданных состояний материала.
Звезды типа Солнца в конце жизни превращаются в пульсирующего красного гиганта, а потом – в белого карлика. Ранее считали, что на этом этапе их планеты становятся слишком холодными, ведь белый карлик светит слабо. Новые наблюдения показали, что все намного сложнее и планета может даже прибавить свою температуру. Примерно в 80 световых годах от Земли лежит белый карлик WD 1856. Хотя он всего вдвое легче Солнца, по размерам близок к нашей планете (примерно на треть больше). За счет этого у него огромная плотность, поэтому, несмотря на отсутствие в нем термоядерных реакций (топливо уже кончилось), поверхность этой «мертвой» звезды разогрета почти до пяти тысяч градусов.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии