In-context learning, i.e., learning from in-context samples, is an impressive ability of Transformer. However, the mechanism driving the in-context learning is not yet fully understood. In this study, we aim to investigate from an underexplored perspective of representation learning. The representation is more complex for in-context learning senario, where the representation can be impacted by both model weights and in-context samples. We refer the above two conceptually aspects of representation as in-weight component and in-context component, respectively. To study how the two components affect in-context learning capabilities, we construct a novel synthetic task, making it possible to device two probes, in-weights probe and in-context probe, to evaluate the two components, respectively. We demonstrate that the goodness of in-context component is highly related to the in-context learning performance, which indicates the entanglement between in-context learning and representation learning. Furthermore, we find that a good in-weights component can actually benefit the learning of the in-context component, indicating that in-weights learning should be the foundation of in-context learning. To further understand the the in-context learning mechanism and importance of the in-weights component, we proof by construction that a simple Transformer, which uses pattern matching and copy-past mechanism to perform in-context learning, can match the in-context learning performance with more complex, best tuned Transformer under the perfect in-weights component assumption. In short, those discoveries from representation learning perspective shed light on new approaches to improve the in-context capacity.


翻译:上下文学习,即从上下文样本中学习,是Transformer的一项令人印象深刻的能力。然而,驱动上下文学习的机制尚未被完全理解。在本研究中,我们旨在从表示学习这一尚未充分探索的视角进行探究。在上下文学习场景中,表示更为复杂,其可能同时受到模型权重和上下文样本的影响。我们将上述表示的两个概念性方面分别称为权重内分量和上下文内分量。为了研究这两个分量如何影响上下文学习能力,我们构建了一个新颖的合成任务,从而可以设计两种探针——权重内探针和上下文内探针——分别评估这两个分量。我们证明,上下文内分量的质量与上下文学习性能高度相关,这表明上下文学习与表示学习之间存在纠缠。此外,我们发现良好的权重内分量实际上有助于上下文内分量的学习,这表明权重内学习应是上下文学习的基础。为进一步理解上下文学习机制及权重内分量的重要性,我们通过构造性证明表明:在完美的权重内分量假设下,一个使用模式匹配和复制粘贴机制执行上下文学习的简单Transformer,可以达到更复杂、经过最佳调优的Transformer的上下文学习性能。简而言之,这些从表示学习视角的发现为提升上下文能力提供了新思路。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
学习自然语言处理路线图
专知会员服务
140+阅读 · 2019年9月24日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
18+阅读 · 2021年3月16日
VIP会员
最新内容
马赛克战:俄乌战场透析
专知会员服务
11+阅读 · 今天4:12
《利用人工智能增强军事决策》
专知会员服务
2+阅读 · 今天4:09
《自动机器学习在军事数据耕耘法中的应用》
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:02
为何指挥所生存能力要求范式转变
专知会员服务
2+阅读 · 今天3:54
打造“新蛛网”模式与高科技动员
专知会员服务
2+阅读 · 今天3:33
“蛛网”行动一周年:远程无人机战争
专知会员服务
2+阅读 · 今天3:23
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
6+阅读 · 6月9日
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
8+阅读 · 6月9日
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
6+阅读 · 6月9日
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员