Ученые из лаборатории исследований искусственного интеллекта Tinkoff Research создали самый эффективный среди своих аналогов алгоритм обучения и адаптации ИИ. Новый метод, названный ReBRAC, обучает ИИ в четыре раза быстрее и на 40% качественнее мировых аналогов в области обучения с подкреплением.
Сегодня в мире идет что-то вроде гонки систем искусственного интеллекта, периодически подхлестываемой известными инфоповодами последних лет — например, об использовании нейросетей для диагностики тяжелых болезней или об их коммерческих применениях (ChatGPT и ему подобные). Вся эта гонка, однако, сталкивается с серьезными ограничениями: «железо» для ИИ очень требовательное, в первую очередь к видеокартам. Ведущий производитель микросхем, без которых тут не обойтись, тайваньский TSMC, не справляется со спросом на рынке, а его конкуренты по объему делают еще меньше.
В связи с этим разработка российских ученых в области повышения эффективности алгоритмов обучения ИИ может способствовать преодолению технологического и цифрового разрыва в мире между разными странами: более эффективные алгоритмы требуют меньше вычислительных ресурсов. Государства с ограниченными вычислительными мощностями смогут создавать и развивать передовые технологии, адаптировать ИИ под конкретные прикладные задачи, существенно экономя на дорогостоящих экспериментах с ним.
Результаты своей последней работы исследователи представили на международной конференции по машинному обучению и нейровычислениям NeurIPS (The Conference and Workshop on Neural Information Processing Systems). Она прошла с 10 по 16 декабря 2023 года в Новом Орлеане (США). Алгоритм ReBRAC (Revisited Behavior Regularized Actor Critic — «пересмотренный актор-критик с контролируемым поведением») ранее описали в препринте соответствующей работы.
В типичных ИИ-агентах есть два компонента: «актор», действующее лицо, генерирующее выдачу программы, и «критик», который оценивает действия актора по определенной шкале. Ориентируясь на эти оценки, актор со временем меняет свое поведение.
В новой работе ученые применили совместную регуляризацию обоих компонентов, чтобы актор избегал нежелательных действий, а критик, со своей стороны, точнее оценивал их. По отдельности оба улучшения пытались применять и раньше, но до сих пор не получалось сочетать оба подхода с наибольшей эффективностью.
Помимо этого, авторы нового алгоритма увеличили глубину нейронных сетей, используемых в ИИ, что облегчило ей работу с данными и поиск сложных закономерностей в них. Также они повысили эффективность горизонта планирования, изменив модель обучения так, чтобы она учитывала и краткосрочные, и долгосрочные задачи. Для стабилизации результатов обучения (а они часто и непредсказуемо колеблются, иногда даже в зависимости от времени года) исследователи использовали нормализацию слоев нейросети (LayerNorm)
Интегрировав все эти решения в алгоритм-предшественник BRAC от 2019 года, исследователи затем поочередно варьировали параметры каждого нового компонента системы. В итоге им удалось найти такой баланс модификаций, при которых этот уже довольно старый подход четырехлетней давности смог (в форме ReBRAC) показать самую высокую производительность среди всех известных на сегодня аналогов.
