如何让 AI 解决难题?“永不放弃”的学习秘诀

刻画 AI 模型为解决复杂数学题而不断挑战的学习过程的图像
AI Summary

通过“NGU”学习法,我们了解了如何让 AI 模型在学习过程中面对难题时不放弃,通过重复尝试直至得出正确答案,从而最大化 AI 的学习效率与性能。

想象一下,你在做数学作业,题目太难了,即使做了 100 遍也无法接近正确答案。老师不给你答案,只说“再好好想想”。如果这种情况持续下去,我们很可能会想要放弃。

令人惊讶的是,人工智能(AI)模型也会陷入同样的困境。在使用“强化学习(Reinforcement Learning,通过奖励来训练模型的方式)”这种 AI 学习新知识的方法时,如果问题太难,AI 可能一次都找不到正确答案。既然从未见过正确结果,也就无法从中学习到什么是“做得对”。为了解决这个问题,最近出现了一种让 AI “永不放弃(Never Give Up)”的学习法。

为什么这很重要?

如果我们想让所使用的 AI 聊天机器人能更好地解决逻辑推理或复杂的编程问题,AI 也需要像人一样,拥有自己攻克“难题”的经验。然而,在现有的强化学习方式下,只要问题的难度稍有提升,AI 往往就会陷入挫折(正确答案概率为 0%)[来源: POPE: Learning to Reason on Hard Problems]。

这项研究旨在让 AI 能够坚持不懈地挑战,直到找到正确答案。这不仅超越了单纯提高 AI 智力的范畴,更是一个重要的进步,使我们能够在日常生活中把更复杂、更重要的任务交给 AI。

通俗易懂的解读

为了理解这种学习方法,让我们通过比喻来解释两种核心方式。

第一种是 “NGU(Never Give Up,永不放弃)” 学习法。简单来说,这是一个让 AI 在解决难题时,不轻易放弃,而是不断进行多次尝试的系统 [来源: Learning to Solve Hard Problems in RL for LLMs by Never Giving Up]。 例如,简单的问题尝试一两次就能得到答案,但难题可能需要尝试几十次才能勉强接近答案。NGU 可以帮助 AI 快速处理简单问题,并为难题集中更多的计算资源,直到成功解题 [来源: Learning to Solve Hard Problems in RL for LLMs by Never Giving Up]。

第二种是 “ReGFT(Reference-Guided Fine-Tuning,参考引导式微调)” 方法。这就好比数学老师不直接给出全部答案,而是解出题目 80% 的部分,让学生(AI)根据剩下的部分进行思考 [来源: Learn Hard Problems During RL with Reference Guided Fine-tuning]。AI 根据提供的提示,运用自身的逻辑完成最后的解答,通过这个过程,AI 能够锻炼自身解决难题的“思维肌肉” [来源: How to Explore to Scale RL Training of LLMs on Hard Problems?]。

现状

目前,强化学习在 AI 行业主要活跃于数学问题或编程代码等“正确答案明确”的领域 [来源: How I Learned RL for LLMs]。但随着 NGU 或 ReGFT 等技术的出现,即使在正确答案不那么明确的创意写作或复杂决策问题中,也正在构建一个让 AI 自主学习的环境 [来源: Learning to Solve Hard Problems in RL for LLMs by Never Giving Up]。

不过,AI 为了攻克难题而集中计算资源会导致学习成本增加,这是未来需要解决的课题 [来源: Learning to Solve Hard Problems in RL for LLMs by Never Giving Up]。

未来将会怎样?

未来,AI 不再仅仅是死记硬背数据,而是通过自主制定策略并不断从失败中学习,这种“会思考的 AI”时代将会加速到来。特别是 AI 在最小化人类帮助(提示)的情况下解决高难度问题的能力将得到极大的增强 [来源: Learning to Solve Hard Problems in RL for LLMs by Never Giving Up]。你未来遇到的 AI,可能会比昨天更具韧性,也更具逻辑性。

AI 的视角

MindTickleBytes AI 记者视角:“这表明,对于 AI 而言,‘练习寻找答案的过程’比单纯‘告诉它正确答案’更有价值。人类教育与 AI 学习最终殊途同归。”

参考资料

  1. Learning to Solve Hard Problems in RL for LLMs by Never Giving Up
  2. Learning to Solve Hard Problems in RL for LLMs by Never Giving Up (HTML version)
  3. How to Explore to Scale RL Training of LLMs on Hard Problems?
  4. Learn Hard Problems During RL with Reference Guided Fine-tuning
  5. How I Learned RL for LLMs: A Researcher’s Detour in Five Parts
  6. Learning to Solve Hard Problems in RL for LLMs by Never Giving Up (HuggingFace)
  7. Learning to Solve Hard Problems in RL for LLMs by Never Giving Up (AlphaXiv)
  8. POPE: Learning to Reason on Hard Problems
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测试你的理解
Q1. NGU(Never Give Up)技巧的核心原理是什么?
  • 重复采样直到得出正确答案
  • 由人类输入所有正确答案
  • 将模型规模扩大两倍
NGU 是一种自适应采样方法,当 AI 遇到难题时,它会不断生成样本,直到得出正确答案为止。
Q2. 强化学习(RL)在学习难题时遇到的最大障碍是什么?
  • 学习成本太低
  • 正确答案数据过多
  • 从未见过正确结果,缺乏学习信号
强化学习需要模型生成正确答案才能以此为基础进行学习,而对于太难的问题,模型达到正确答案的概率趋近于零,导致学习无法进行。
Q3. ReGFT 学习方式的特征是什么?
  • 直接展示完整答案
  • 提供部分答案(提示)让 AI 自行完成其余部分
  • 强迫 AI 背诵答案
ReGFT 通过提供部分答案(约 80%)作为提示,引导 AI 利用自身逻辑补全剩余部分,从而提高学习效率。