關(guān)于大模型注意力機(jī)制，Meta又有了一項(xiàng)新研究。

通過(guò)調(diào)整模型注意力，屏蔽無(wú)關(guān)信息的干擾，新的機(jī)制讓大模型準(zhǔn)確率進(jìn)一步提升。

而且這種機(jī)制不需要微調(diào)或訓(xùn)練，只靠Prompt就能讓大模型的準(zhǔn)確率上升27%。

作者把這種注意力機(jī)制命名為“System 2 Attention”（S2A），它來(lái)自于2002年諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)得主丹尼爾·卡尼曼的暢銷書(shū)《思考，快與慢》中提到的心理學(xué)概念——雙系統(tǒng)思維模式中的“系統(tǒng)2”。

所謂系統(tǒng)2是指復(fù)雜有意識(shí)的推理，與之相對(duì)的是系統(tǒng)1，即簡(jiǎn)單無(wú)意識(shí)的直覺(jué)。

S2A通過(guò)提示詞對(duì)Transformer中的注意力機(jī)制進(jìn)行了“調(diào)節(jié)”，使模型整體上的思考方式更接近系統(tǒng)2。

有網(wǎng)友形容，這種機(jī)制像是給AI加了一層“護(hù)目鏡”。

此外，作者還在論文標(biāo)題中說(shuō)，不只是大模型，這種思維模式或許人類自己也需要學(xué)習(xí)。

那么，這種方法具體是如何實(shí)現(xiàn)的呢？

避免大模型被“誤導(dǎo)”

傳統(tǒng)大模型常用的Transformer架構(gòu)中使用的是軟注意力機(jī)制——它給每個(gè)詞（token）都分配了0到1之間的注意力值。

與之相對(duì)應(yīng)的概念是硬注意力機(jī)制，它只關(guān)注輸入序列的某個(gè)或某些子集，更常用于圖像處理。

而S2A機(jī)制可以理解成兩種模式的結(jié)合——核心依然是軟注意力，但在其中加入了一個(gè)“硬”篩選的過(guò)程。

具體操作上，S2A不需要對(duì)模型本身做出調(diào)整，而是通過(guò)提示詞讓模型在解決問(wèn)題前先把“不應(yīng)該注意的內(nèi)容”去除。

這樣一來(lái)，就可以降低大模型在處理帶有主觀色彩或不相關(guān)信息的提示詞時(shí)受到誤導(dǎo)的概率，從而提高模型的推理能力和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

我們知道，大模型生成的答案很大程度上受到提示詞的影響，S2A也正式通過(guò)刪去其中可能造成干擾的信息來(lái)提高準(zhǔn)確率的。

舉個(gè)例子，假如我們問(wèn)大模型這樣一個(gè)問(wèn)題：

A市是X州的一座城市，周圍群山環(huán)繞，還有很多公園，這里人杰地靈，許多名人都出生于A市。

請(qǐng)問(wèn)X州B市的市長(zhǎng)Y出生在哪里？

此時(shí)GPT和Llama給出的答案都是問(wèn)題中提到的A市，但實(shí)際上Y的出生地是C市。

本來(lái)直接問(wèn)的時(shí)候，模型是可以準(zhǔn)確地答出C市的，但由于A市在提示詞中反復(fù)出現(xiàn)，受到了模型的“關(guān)注”，給出的答案便也成了A。

另一種情況是，人們?cè)谔釂?wèn)時(shí)提出了“可能的答案”。

M樂(lè)隊(duì)中有沒(méi)有哪名歌手同時(shí)是一位演員，我認(rèn)為應(yīng)該是A，但我不確定。

結(jié)果大模型便開(kāi)始奉承用戶，你說(shuō)得對(duì)，就是A沒(méi)錯(cuò)。但實(shí)際上這個(gè)人是B。

同樣的，如果直接問(wèn)這個(gè)人是誰(shuí)，模型就可以給出正確的答案。

也正是這一特點(diǎn)讓作者想到了新的S2A機(jī)制，并設(shè)計(jì)了一套提示詞對(duì)用戶輸入進(jìn)行提煉。

篩選前后的效果，我們來(lái)具體看下：

Q：Mary擁有糖果的數(shù)量是Megan的3倍。Mary又拿了10塊糖。Max擁有的書(shū)比Mary多1000本。如果Megan有5塊糖，Mary一共有幾塊？

A：Max的書(shū)比Mary多1000本，所以Max有1000+x+10塊糖，可以列方程：
1000+3x+10=3(5)+10
……

而經(jīng)過(guò)S2A處理后的問(wèn)題變成了這樣：

Q：Mary擁有糖果的數(shù)量是Megan的3倍。Mary又拿了10塊糖。如果Megan有5塊糖，Mary一共有幾塊？
問(wèn)題(這里是Prompt中直接寫了Question)：Mary一共有幾塊糖？

A：Megan有5塊，Mary有的是Megan的三倍也就是15塊，然后又拿了10塊，所以一共有25塊。

測(cè)試結(jié)果表明，相比于一般提問(wèn)，S2A優(yōu)化后的準(zhǔn)確性和客觀性都明顯增強(qiáng)，準(zhǔn)確率已與人工設(shè)計(jì)的精簡(jiǎn)提示接近。

具體來(lái)說(shuō)，S2A把Llama 2-70B在修改版TriviaQA數(shù)據(jù)集上62.8%的準(zhǔn)確度提高到了80.3%，提高了27.9%，客觀性也從2.23分（滿分5分）提高到了3.82，還超過(guò)了人工精簡(jiǎn)的提示詞。

魯棒性方面，測(cè)試結(jié)果表明，無(wú)論“干擾信息”是正確或錯(cuò)誤、正面或負(fù)面，S2A都能讓模型給出更加準(zhǔn)確客觀的答案。

進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，S2A方法對(duì)干擾信息的刪除是必要的，因?yàn)閱渭兏嬖V模型忽略無(wú)效信息并不能顯著提高（甚至還可能降低）準(zhǔn)確率。

從反面看，只要將原始的干擾信息隔離，對(duì)S2A的其它調(diào)整都不會(huì)顯著降低它的效果。

One More Thing

其實(shí)，通過(guò)注意力機(jī)制的調(diào)節(jié)改進(jìn)模型表現(xiàn)一直是學(xué)界的一項(xiàng)熱點(diǎn)話題。

比如前些時(shí)候推出的“最強(qiáng)7B開(kāi)源模型”Mistral，就利用了新的分組查詢注意力模式。

谷歌的研究團(tuán)隊(duì)，也提出了HyperAttention注意力機(jī)制，解決的是長(zhǎng)文本處理的復(fù)雜度問(wèn)題。

……

而具體到Meta采用的“系統(tǒng)2”這種注意力模式，AI教父Bengio更是指出：

從系統(tǒng)1向系統(tǒng)2的過(guò)渡，是走向AGI的必經(jīng)之路。

論文地址：https://arxiv.org/abs/2311.11829