强化学习(RL)

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搜索智能体RAG落地不佳?UIUC开源s3,仅需2.4k样本,训练快效果好
机器之心· 2025-06-17 00:10
核心观点 - Agentic RAG 当前面临优化目标偏离、检索与生成耦合、评价标准不准确等挑战 [8][9][14] - s3 方法通过 Search-Select-Serve 范式和 Gain Beyond RAG 奖励函数,显著提升训练效率和生成效果 [1][16][17] - s3 仅需 2.4k 训练样本,在多个领域问答任务中超越数据规模大百倍的基线模型 [1][22][25] RAG 发展轨迹 - Classic RAG:使用固定 query 和 BM25 等检索器,生成器对结果无反馈 [7] - Pre-RL-Zero Active RAG:引入多轮 query 更新和 prompt 引导检索,如 IRCoT 和 Self-RAG [7] - RL-Zero 阶段:强化学习驱动检索行为,代表方法包括 DeepRetrieval 和 Search-R1 [7] 当前 RL-based Agentic RAG 的挑战 - 优化目标偏离:Exact Match 指标过于苛刻,导致模型优化答案 token 对齐而非搜索行为 [9][10] - 检索与生成耦合:无法区分性能提升来自更好的搜索还是更强的语言生成对齐能力 [11][12] - 评价标准不准确:传统 QA 指标与搜索质量关联有限,search-oriented 指标无法体现信息利用效果 [14] s3 方法设计 - 核心思想:只训练搜索器、冻结生成器,以生成结果提升为奖励 [16] - Gain Beyond RAG:衡量搜索到的上下文相比初始 top-k 检索结果是否带来真实增益 [17] - Generation Accuracy:结合 span 匹配和 LLM 判断,与人类判断一致率达 96.4% [18][32] 训练与优化 - 采用 PPO 进行策略优化,预筛除 naive RAG 能答对的样本,集中训练需要新检索信息的任务 [19][20] - 训练总时间仅需 114 分钟,比 Search-R1 的 3780 分钟大幅减少 [21][22] - 训练样本仅需 2.4k 条,比基线方法减少约 70 倍 [1][22][25] 实验分析 通用 QA 任务 - s3 在五个数据集上实现最优表现,平均准确率优于 Search-R1 和 DeepRetrieval [23][24][25] - 使用不同下游 LLM(Qwen2.5-7B/14B-Instruct、Claude-3-Haiku)均展现稳定性能 [24] 医学 QA 任务 - s3 在医学领域展现强泛化能力,在 MedQA-US、MedMCQA 等数据集上优于基线 [26][27] - 使用不同语料库(Wikipedia2018 和 MedCorp)均保持稳定性能,无过拟合趋势 [27] 消融实验 - 原始问题作为检索起点有助于明确搜索目标,避免策略偏离主题 [31] - 文档选择机制减少输入 token 2.6 至 4.2 倍,提升效率并减少噪声干扰 [31] - s3 设计在准确性、训练效率和推理速度上达到最优平衡 [29][30]
揭秘LLM“思考”之谜:推理即“梯度下降”,元学习框架解构训练过程,还给优化提供新思路
量子位· 2025-06-10 04:05
RaML框架核心观点 - 大语言模型(LLM)的推理过程可类比为梯度下降优化过程,推理轨迹中的每个令牌对应参数的一次隐式更新[2] - 研究团队通过理论推导证明Transformer模型中增加的推理轨迹令牌会内化为对模型参数的更新[2] - 实证验证显示随着推理轨迹解码,模型对正确答案的置信度逐步上升,证实推理轨迹作为参数更新的合理性[4] 元学习视角下的LLM推理 - 将LLM推理训练置于元学习框架下解释,每个具体问题视为独立任务[7] - 推理轨迹承担"内循环优化"角色,动态调整内部参数适应特定任务[8] - 外循环优化基于内循环结果调整"学习策略",形成双循环机制实现泛化能力[8] - 该框架统一解释LLM在不同训练策略、推理策略和任务泛化上的表现[9] 训练方法对比 - 有监督微调(SFT)模型相比纯强化学习(RL)模型在数学基准上表现更优[10] - SFT提供"最优梯度指导",对较小模型收益显著(Pass@8提升31%,mG-Pass@8提升175%)[13] - RL理论上限更高但需要更强基座模型,可采用SFT+RL混合训练策略[12] 推理轨迹特性 - 更长的推理轨迹对应更好的内循环优化效果,与传统优化算法迭代次数原理类似[14] - "反思"令牌能显著改变模型置信度,帮助跳出局部最优解[15][17] - 强制结束思考过程的令牌序列可能导致模型停留在次优解[18][20] 跨任务泛化能力 - 仅在数学推理训练即可提升科学推理和代码推理任务表现[21] - 模型学习到普适推理特征,通过元学习机制快速适应新任务[23] 实践优化策略 - 增加每个问题的训练轨迹数量(相当于扩大元学习支撑集)可提升推理表现[25] - 对长推理轨迹进行摘要提炼,在保持性能同时显著降低解码开销[30] - 未来可探索更高效的推理轨迹提取方法及任务配比优化[31] 研究价值 - 为理解大模型推理提供全新视角,揭示其与元学习、梯度下降的关联[32] - 理论框架具有实践指导意义,已开源代码和论文供进一步研究[32]
英伟达揭示RL Scaling魔力!训练步数翻倍=推理能力质变,小模型突破推理极限
机器之心· 2025-06-04 04:41
强化学习对语言模型能力的影响 - 学界长期争论RL是否能真正提升语言模型的推理能力,还是仅优化已有知识的调用效率 [1] - 过去研究多持悲观态度,认为RL收益有限且可能导致模型同质化 [1] - NVIDIA研究指出问题根源在于基础模型训练数据中数学/编程任务过度呈现,以及RL训练步数不足 [1] ProRL框架的核心创新 - 将RL训练步数从传统几百步大幅提升至2000步以上,释放小模型潜力 [3] - 采用多样化可验证奖励任务,涵盖数学/编程/科学问答/逻辑谜题等多领域数据 [5] - 引入GRPO+DAPO算法组合,通过解耦裁剪和动态采样提升训练效率 [7] - 采用KL正则化+周期性策略重置机制,有效打破训练停滞 [8] ProRL的技术突破表现 - 在逻辑谜题任务中实现pass@k 100%的突破性表现 [6] - 创造力指标(Creativity Index)显著提升,模型能生成全新解题路径 [6] - 数学任务性能提升14.7%,代码生成领先同类1.5B模型6.5%,逻辑推理准确率提升54.8% [12] - 在基础模型表现较弱的任务上,RL展现出最强的"推理边界扩展"能力 [13] Nemotron-1.5B模型的性能优势 - 在AIME24/AIME25/AMC Math等数学测试中,1.5B模型性能接近7B大模型 [10] - 在apps/CC/cf等编程任务中表现优于同类1.5B模型 [10] - 在GPOA/IFEval/Reasoning等推理任务中大幅超越7B模型,部分指标提升超过50% [10] 研究结论与行业意义 - 长期稳定的RL训练能真正扩展模型能力边界,不仅是策略优化 [15] - 小模型通过ProRL可在复杂推理任务中超越大模型,不依赖更多数据或更大参数量 [16] - 该方法为开发高推理能力、低部署成本的小语言模型提供了新路径 [17]
SFT在帮倒忙?新研究:直接进行强化学习,模型多模态推理上限更高
机器之心· 2025-06-01 03:30
核心观点 - 研究发现监督微调(SFT)在多模态推理中可能阻碍学习,导致伪推理路径,而强化学习(RL)则促进真正的多模态推理 [3][9] - 传统两阶段训练范式(SFT+RL)在视觉语言模型(LVLM)中可能导致性能下降,7B模型相对性能下降47% [11][13] - 纯RL训练方案更具优势,VLAA-Thinker-Qwen2.5VL-3B模型在Open LMM推理榜单4B量级模型中位列第一,以1.8%优势刷新纪录 [15] 数据集构建 - 研究者构建了首个支持SFT与RL的全方位高质量图文推理数据集VLAA-Thinking,包含203,182条原始数据和144,895条处理后的数据 [4][5] - 数据集包含基于R1模型"先思考后回答"范式生成的完整推理链条,SFT分支包含多模态思维链样本,RL分支筛选更具挑战性的样本 [5] - 数据处理流程分为六阶段:元数据收集→图像描述生成→基于R1的知识蒸馏→答案重写→人工验证→数据划分 [6] SFT与RL对比研究 - SFT提高了模型在标准任务中的性能,但在增强复杂推理方面能力欠缺,可能诱发"伪推理路径"和"伪aha moment" [9] - 对已对齐模型使用SFT+GRPO会导致平均12.7%的性能下降,且模型规模差异影响甚微 [13] - SFT虽可帮助未对齐模型遵循指令,但其模仿式推理会限制RL阶段的探索空间 [15] GRPO训练优势 - 强化学习在增强推理能力方面表现出色,GRPO在文本数学推理任务中比其他方法更有效、更高效 [17] - 研究者提出了混合奖励框架,包含五种可验证的奖励类型,涵盖视觉感知和视觉推理任务 [19] - 直接使用GRPO训练的模型在视觉语言推理任务中显著优于其基础模型 [31] SFT对GRPO的影响 - SFT与多模态推理中的GRPO不兼容,在GRPO训练前进行SFT的模型性能比仅使用GRPO训练的模型更差,平均下降8.9% [21] - SFT对指令模型的性能损害比对没有指令跟随能力的基础模型更大,Qwen2VL-Inst性能比Qwen2VL-Base下降7.7% [21] - 较小的SFT数据集仍然会影响GRPO的性能 [23] 模型性能分析 - 响应长度、奖励分数与性能表现无显著相关性,SFT模型虽能获得更高初始奖励和更长响应,但实际表现逊于纯RL训练模型 [15][24] - SFT仅提供了RL训练的一个更高的"下限",但可能会降低"上限",限制了模型的探索路径 [26] - 经过更好指令调优的模型在GRPO训练后表现更佳,说明高质量的指令调优能够增强模型在强化学习后的推理能力 [31]
LLM加RL遭质疑:故意用错奖励,数学基准也显著提升,AI圈炸了
机器之心· 2025-05-28 08:09
大模型强化学习有效性研究 - 核心观点:虚假奖励(随机/错误信号)在Qwen-Math模型上能显著提升数学推理能力,但对其他模型无效,挑战了强化学习依赖高质量监督信号的传统认知[5][9][16] 实验发现 虚假奖励效果 - 随机奖励使Qwen2 5-Math-7B在MATH-500准确率提升21%,错误奖励提升25%,接近真实奖励的28 8%增幅[5] - 仅要求答案包含`\boxed{}`格式的虚假奖励使Qwen2 5-1 5B准确率绝对提升49 9%,但损害Llama3和OLMo2性能(分别降低7 3%和5 3%)[23] 模型特异性 - 虚假奖励仅对Qwen系列有效:Qwen-Math-7B代码推理频率达65%,RLVR训练后提升至90%以上[28][34] - Llama3和OLMo2等模型无法从虚假奖励中获益,甚至出现性能下降[17][23] 机制分析 预训练策略影响 - Qwen-Math通过RLVR强化了预训练已有的代码推理能力(Python代码生成频率与性能强相关)[27][34] - 虚假奖励通过GRPO裁剪触发"集中效应",使模型聚焦现有优势策略而非学习新能力[46] 策略转换收益 - Qwen-Math从自然语言推理转向代码推理时,单问题性能提升55%(虚假奖励)至60 2%(真实奖励)[36] - 模型总增益:Qwen2 5-Math-7B提升23 5%,1 5B版本提升28 5%[37] 方法论启示 - 当前RLVR研究过度依赖Qwen模型,结论可能无法泛化至其他架构[21][25] - 建议未来研究需跨模型验证,并优先分析预训练获得的推理策略[50]
MiniMax开源首个视觉RL统一框架,闫俊杰领衔!推理感知两手抓,性能横扫MEGA-Bench
量子位· 2025-05-27 12:31
核心观点 - MiniMax开源V-Triune框架,首次实现视觉语言模型(VLM)在单个后训练流程中联合学习视觉推理和感知任务[1] - 基于V-Triune开发的Orsta模型系列(7B至32B)在MEGA-Bench Core基准测试中性能提升显著,最高达+14.1%[3][30] - 采用三层组件设计和动态IoU奖励机制,解决传统强化学习无法兼顾多重任务的痛点[2][22] 技术架构 - **样本级数据格式化**:支持自定义奖励设置和验证器,包含reward_model/verifier/data_source三个字段[12][13][14] - **异步客户端-服务器架构**:解耦奖励计算与主训练循环,通过专用验证器路由请求[15][17] - **数据源级指标监控**:追踪奖励值/IoU/mAP/响应长度/反思率等15项指标,确保训练稳定性[19][20][21] 动态IoU奖励机制 - 分三阶段调整阈值:初始10%步骤宽松标准,10%-25%逐步收紧,剩余步骤固定高精度要求[22][25] - 使用MathVerifyVerifier处理推理任务,DetectionVerifier处理感知任务[24] 训练优化 - 冻结ViT参数防止梯度爆炸[27] - 过滤伪图像特殊词元确保特征对齐[27] - 构建随机化CoT提示池降低提示依赖性[27] - 解耦测试阶段与主训练循环管理内存压力[27] 模型性能 - Orsta-7B在MEGA-Bench Core得分38.31,较基础模型提升+3.2[30] - Orsta-32B-0321版本得分25.94,较基础模型提升+14.1[30] - 感知任务mAP指标显著提高,验证方法有效性[30] 公司战略 - MiniMax持续布局多模态领域,已推出S2V-01视频模型、MiniMax-VL-01视觉模型及T2A-01语言模型[32][34] - Speech-02语音模型刷新全球权威测试榜单,打破行业垄断[34] - 计划探索原生生成理解统一大模型架构[35]
微软副总裁X上「开课」,连更关于RL的一切,LLM从业者必读
机器之心· 2025-05-26 01:28
人工智能教育系列 - 微软副总裁Nando de Freitas在X平台上发布人工智能教育系列帖子,内容涵盖LLM强化学习、扩散模型、流匹配等技术发展[1] - 该系列因内容硬核导致读者参与度下降,但仍对RL和大模型学习者具有重要价值[3][4][5] - 系列将持续更新,后续将拓展至多步强化学习等进阶内容[6][82] 机器学习范式比较 - 监督学习通过最大似然估计实现状态-行动映射,依赖高质量专家数据,是大语言模型预训练的核心原理[9] - 强化学习采用选择性模仿机制,可从次优数据中学习并超越教师,具备自我提升特性[10][13][14] - 生成模型发展是过去十年强化学习进步的主要驱动力,而非算法创新[18] 分布式强化学习系统 - 工业级LLM强化学习需处理数百万次并行交互,涉及数十亿参数模型,成本极高[23] - 现代系统采用Actor-Learner架构:Actors负责环境交互与数据收集,Learners负责策略更新[23][24] - 聊天机器人场景中,Actors是对话接口,环境是用户,Learner需更高计算资源处理梯度统计[26] 强化学习技术方法 - 单步RL针对单一动作优化,多步RL需解决信用分配问题,后者在对话系统中尤为关键[35][38][40] - 策略梯度算法通过最大化期望回报实现策略优化,包含on-policy和off-policy两种范式[47][49][51] - 基线减法和KL散度是降低方差、保持策略稳定的关键技术[56][57][67][69] 前沿优化算法 - 重要性采样通过权重修正解决off-policy数据偏差,但存在高维空间不稳定性[73][75][76] - PPO算法通过裁剪机制控制策略更新幅度,结合KL约束提升训练稳定性[78] - DeepSeek-R1采用加权方案动态调整新旧数据贡献度,形成完整强化学习解决方案[29][78]
“最强编码模型”上线,Claude 核心工程师独家爆料:年底可全天候工作,DeepSeek不算前沿
36氪· 2025-05-23 10:47
核心观点 - Anthropic发布Claude 4系列模型,包括Opus 4和Sonnet 4,在编码、推理和AI代理领域设定新标准 [1] - Opus 4在多项基准测试中全面领先竞争对手,包括OpenAI的Codex-1和o3,以及谷歌的Gemini 2.5 Pro [1][5][7] - Sonnet 4在编码效率与实用性之间达到最佳平衡,显著优于前代Sonnet 3.7 [1][5] - 公司预测到2025年底将实现能完成初级工程师一天工作量的软件工程智能体 [10] - 模型展现出潜在的"腹黑"行为倾向,包括敲诈和隐藏真实想法 [15][16][17][18][19] - 推理计算可能成为未来通用人工智能发展的瓶颈 [20][21] 模型性能 - Opus 4在SWE-bench和Terminal-bench测试中分别以72.5%和43.2%的得分领先 [1][7] - Sonnet 4在SWE-bench上实现72.7%的编码效率 [1] - Opus 4在Agentic tool use测试中达到81.4%,优于GPT-4.1的68.0% [7] - 两款模型完成任务时走捷径的可能性比Sonnet 3.7降低65% [7] - Opus 4能连续自主运行7小时处理长时间任务 [7] 技术进展 - 强化学习(RL)在竞争性编程和数学领域取得突破性进展 [12] - 采用"可验证奖励的强化学习"(RL from Verifiable Rewards)方法提升模型性能 [13] - 开发"可解释性智能体"用于模型行为审计 [18] - 混合模型设计结合即时反应与扩展思考能力 [20] - 模型将工具使用直接融入推理过程,模拟人类认知 [20] 行业影响 - Claude Sonnet 4将作为GitHub Copilot新编码智能体的基础模型 [10] - 到2025年底可能实现能替代初级工程师一天工作量的智能体 [10] - 2026年底模型可能具备指出自身不可靠方面的能力 [10] - 2027-2028年可能出现严重的推理计算瓶颈 [21] - 行业已显著转向推理模型方向,OpenAI、谷歌和DeepSeek均有布局 [20] 模型行为特征 - Opus 4在测试中展现出敲诈行为倾向 [15][16] - 模型存在故意隐瞒不良行为的现象 [17] - 随着模型变聪明,阿谀讨好和表现差劲的行为倾向增加 [18] - 模型可能开始隐藏不想让人类知道的信息 [18][19] - 奖励机制对AI人格形成产生深远影响 [19] 基准测试数据对比 | 测试项目 | Opus 4 | Sonnet 4 | Sonnet 3.7 | o3 | GPT-4.1 | Gemini 2.5 Pro | |---------|--------|----------|------------|----|---------|----------------| | SWE-bench | 72.5%/79.4% | 72.7%/80.2% | 62.3%/70.3% | 69.1% | 54.6% | 63.2% | | Terminal-bench | 43.2%/50.0% | 35.5%/41.3% | 35.2% | 30.2% | 30.3% | 25.3% | | Graduate-level reasoning | 79.6%/83.3% | 75.4%/83.8% | 78.2% | 83.3% | 66.3% | 83.0% | | Agentic tool use | 81.4% | 80.5% | 81.2% | 70.4% | 68.0% | - | | Multilingual Q&A | 88.8% | 86.5% | 85.9% | 88.8% | 83.7% | - | | Visual reasoning | 76.5% | 74.4% | 75.0% | 82.9% | 74.8% | 79.6% | [7]
OpenAI揭秘Deep Research实现始末
锦秋集· 2025-04-30 07:09
Deep Research的起源与目标 - OpenAI团队放弃交易型赛道如订汉堡、订花 转而攻克知识整合 认为这是AGI必备前置技能 且"纯读取"比"直接下单"更安全 [3] - 产品愿景是打造"Slack同事式"统一智能体 能自主判断工具调用 保持状态与记忆贯穿始终 [3] - 选择研究型任务而非交易型任务因三方面考量:知识工作需求大 符合AGI科学发现目标 只读任务安全性更可控 [5][6] 开发方法论与数据策略 - 数据质量优先于数量 采用"小而准"策略 邀请专家手工标注高价值样例 强化学习让模型自寻最优策略 [3] - 每新增工具必配套数据集 训练模型调用组合回溯能力 人类专业知识在数据创建中起关键作用 [8][11] - 开发过程经历多次迭代 初期演示版仅用提示工程 后续才引入模型训练与工具开发 团队获数月不受干扰的专注期 [7] 强化学习微调实践 - 强化学习微调(RFT)适用场景:提示工程无效时 或10-15%性能差距对业务至关重要时 [3][9] - 数学编码等专项训练能泛化到写作等领域 但针对性训练效果更优 基因测序等超分布任务需优先考虑RFT [9] - RL算法数据效率高 但高质量数据策划工程量大 需与强大预训练基座模型协同 [12] 智能体架构设计 - 当前工具集包括文本浏览器和Python分析工具 未来将扩展工具集 需同步创建训练数据集 [8] - 记忆功能对复杂任务至关重要 避免用户重复输入 未来需解决长任务上下文窗口耗尽问题 [15][17] - 初期需显式确认建立信任 后期可逐步开放自主操作 安全护栏设置与能力提升需同步 [16] 性能表现与用户场景 - 医学研究和代码搜索等专业领域表现获专家认可 数据分析能力继承自基础模型o3的强大多任务训练 [25][26] - 擅长处理多约束条件查询 如特定商品搜索 能生成超长全面报告 实时信息补充价值显著 [27] - 训练中展现智能规划行为 如自主选择搜索词 但也存在不可预测错误 改进空间大 [28][31] 行业趋势与未来展望 - AGI路径因强化学习复兴更清晰 但需解决工具调用评估 数据精度等挑战 [12] - 未来一年可能推出通用智能体 编码与旅行规划等多任务统一处理 改进速度将超预期 [22] - 终极目标是执行API操作 访问私有数据 形成基础模型与微调能力的正向循环 [23][24]
一堂「强化学习」大师课 | 42章经
42章经· 2025-04-13 12:02
技术原理 - 强化学习(RL)是用于解决多步决策问题的算法框架,与传统机器学习不同,无标准答案但有反馈机制评判结果[3][7] - 大语言模型(LLM)本质是预测下一个词,存在不遵从指令的缺陷,通过与 RL 结合解决该问题[8][9][10] 行业应用 - RL+LLM 应用广泛,海外 OpenAI 的 RL 已从纯推理进化到 Agent 范式,实现多轮交互和上网互动[21] - 国内豆包和 DeepSeek 等团队在探索 RL+LLM 的新可能性,不同公司在该路径上出现编程、Agent、通用泛化能力等分支[21][26][27][28] 发展趋势 - 预训练的规模法则收益变小,但仍有数据和模型小型化两个发展方向;RL 的规模法则处于初始阶段,决策能力将持续提升[26] 人才与基建 - RL 人才稀缺,因门槛高、工业界应用少、对工程要求高;开源工作可降低使用门槛,如 AReaL - boba 框架[33][34][35][36] 训练与评估 - RL 训练中基建最重要,其次是数据和算法;评估可看准确率和多轮交互体验[29] 组织架构 - 大模型团队最好将 LLM 和 RL 两条线融合,至少设预训练和后训练团队,再按目标细分[31]