Meta版慢思考來(lái)了！田淵棟團(tuán)隊(duì)整合快慢思考，能走迷宮推箱子
性能提高但推理成本更低
明敏 發(fā)自 凹非寺
量子位 | 公眾號(hào) QbitAI
Meta版慢思考也來(lái)了。
田淵棟團(tuán)隊(duì)帶來(lái)新作Dualformer，把快慢思考無(wú)縫結(jié)合，性能提升還成本更低。
能解決迷宮、推箱子等復(fù)雜問(wèn)題。
通過(guò)讓模型在推理軌跡和最終答案上進(jìn)行訓(xùn)練，再基于特定策略丟掉部分軌跡，Dualformer模型可以在模仿慢思考的同時(shí)，像快思考一樣走捷徑。
由此能形成更簡(jiǎn)潔的思維鏈（CoT）。
從結(jié)果來(lái)看，在慢思考模式下，Dualformer的最優(yōu)解率達(dá)到97.6%，推理步驟減少45.5%。
自動(dòng)切換快慢思考模式下，最優(yōu)率也達(dá)到96.6%，且推理步驟減少59.9%。
搞定o1玩不來(lái)的迷宮游戲
o1帶火了系統(tǒng)2（慢思考），能讓大模型推理能力大幅提升。
但是隨之而來(lái)的計(jì)算成本更高。
Dualformer能很好結(jié)合快慢思考，從而緩解這一問(wèn)題。
它建立在Searchformer這項(xiàng)工作的基礎(chǔ)上。Searchformer是一個(gè)可以解決復(fù)雜推理任務(wù)的模型，在A*搜索算法生成的路徑上訓(xùn)練而來(lái)，在路徑規(guī)劃任務(wù)（如迷宮、推箱子游戲）上表現(xiàn)良好，可以以更高效率找到最優(yōu)解。
研究發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)會(huì)在思考過(guò)程中傾向于找捷徑。為了更進(jìn)一步模擬人類(lèi)，Dualformer在隨機(jī)推理軌跡數(shù)據(jù)上進(jìn)行訓(xùn)練，并在訓(xùn)練過(guò)程中依據(jù)定制的丟棄策略丟到部分結(jié)構(gòu)。
比如在處理路徑規(guī)劃任務(wù)時(shí)，根據(jù)搜索軌跡中的不同子句（如close子句、子句中的cost tokens、create子句等）設(shè)計(jì)了四個(gè)級(jí)別的丟棄策略，從只丟棄close子句到丟棄整個(gè)軌跡，并在訓(xùn)練時(shí)隨機(jī)選擇應(yīng)用這些策略。
基于這些策略，Dualformer可以學(xué)習(xí)更簡(jiǎn)潔有效的搜索和推理過(guò)程。
在推理階段，Dualformer可配置快速模式（僅輸出解決方案）、慢速模式（輸出推理鏈和最終解決方案）或自動(dòng)模式（自行決定推理模式）。
這種靈活的推理模式設(shè)計(jì)使得模型能夠根據(jù)不同任務(wù)需求和場(chǎng)景進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，類(lèi)似于人類(lèi)思維在不同情況下的決策方式。
在具體任務(wù)上，研究設(shè)置了迷宮(Maze)和推箱子游戲(Sokoban)，讓模型進(jìn)行路徑規(guī)劃。以及數(shù)學(xué)推理任務(wù)。
對(duì)比來(lái)看，在迷宮任務(wù)中，o1-preview和o1-mini模型輸出的路徑并不好，會(huì)“穿墻”。
快思考模式下，Dualformer的表現(xiàn)如下。
Dualformer以80%的最優(yōu)率完成這些任務(wù)，顯著優(yōu)于僅基于解決方案數(shù)據(jù)訓(xùn)練的Solution-Only模型，后者的最優(yōu)率僅為 30%。
慢思考模式表現(xiàn)如下。
30×30迷宮任務(wù)中，在97.6%的情況下可以達(dá)到最優(yōu)解，同時(shí)推理步驟減少45.5%。
自動(dòng)切換快慢思考模式下，Dualformer的最優(yōu)率達(dá)到 96.6%，與Searchformer相比，推理步驟減少59.9%。
將該方法推廣到Mistral-7B和Llama3-8B上，在Aug-MATH數(shù)據(jù)集上，模型的表現(xiàn)都有所提升。
比如在Mistral-7B模型上，當(dāng)p=0.1、0.2和0.3時(shí)，Pass@20度量的基線(xiàn)模型，其中絕對(duì)正確率增加到61.9%。
最后，來(lái)看一下研究團(tuán)隊(duì)陣容。
該研究由田淵棟等人帶來(lái)。
田淵棟現(xiàn)在是Meta FAIR的研究科學(xué)家主任，領(lǐng)導(dǎo)LLM推理、規(guī)劃和決策小組。
Qinqing Zheng是FAIR的工程師，研究方向集中在生成模型和強(qiáng)化學(xué)習(xí)方面。她本科畢業(yè)于浙江大學(xué)，在芝加哥大學(xué)攻讀博士學(xué)位。2017-2019年期間在Facebook擔(dān)任研究科學(xué)家，幫助Facebook建立了廣告推薦模型的分布式訓(xùn)練系統(tǒng)。
Sainbayar Sukhbaatar是FAIR的研究科學(xué)家，主要負(fù)責(zé)大模型推理和記憶方面研究。他曾先后在谷歌、DeepMind、Meta任職。
Michael Rabbat是FAIR的創(chuàng)始成員之一。加入Meta之前他曾是麥吉爾大學(xué)計(jì)算機(jī)工程系教授。研究領(lǐng)域包括機(jī)器學(xué)習(xí)、分布式算法、信號(hào)處理等。
論文地址：
https://arxiv.org/pdf/2410.09918
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