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MIT发布自适应语言模型!新任务,自生成远超「GPT-4.1合成训练数据」
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麻省理工学院的研究人员提出了一种名为SEAL(Self-Adapting LLMs)的框架,使大型语言模型能够通过生成自己的微调数据和更新指令来实现自适应。SEAL利用模型自身的生成能力来参数化和控制自我适应过程,通过“自编辑”——即自然语言指令,来更新模型权重。实验表明,在知识整合和少样本学习等任务中,SEAL在SQuAD问题回答准确率和ARC-AGI基准测试中均表现出色,优于传统方法,甚至超越了GPT-4.1生成的合成数据,证明了其强大的自适应能力。

💡 SEAL框架的核心在于让大模型通过生成“自编辑”指令来自我调整。当模型接收到新输入时,会生成自然语言指令来指定数据和优化超参数,从而更新模型权重,实现长期适应性。

🚀 SEAL采用强化学习循环优化自编辑生成过程。模型生成自编辑作为动作,根据生成后模型在下游任务中的表现获得奖励,并根据奖励更新策略,以最大化预期奖励。ReSTEM策略通过拒绝采样和有监督微调,确保训练过程的稳定性。

📈 实验结果表明,SEAL在知识整合和少样本学习任务中均表现出色。在SQuAD数据集上,SEAL将问题回答准确率提升至47.0%,超越了GPT-4.1生成的合成数据;在ARC-AGI基准测试中,SEAL也显著提高了适应成功率。

编辑:LRS

经过海量文本预训练后的大模型,已经能够很好地理解语言,并根据要求来生成文本。

不过,在部署大模型应用于特定任务、整合新信息或学习新的推理技能时,仍然需要人工标注数据对模型权重进行微调。

大模型是否可以通过「自己生成训练数据和学习方法」来实现对新任务的自适应?

麻省理工学院的研究人员提出了一个全新的自适应语言模型(Self-Adapting LLMs,简称SEAL)的框架,可以让大模型通过生成自己的微调数据和更新指令来实现自适应。

论文链接:https://arxiv.org/pdf/2506.10943

项目主页:https://jyopari.github.io/posts/seal

与以往依赖独立适应模块或辅助网络的方法不同,SEAL直接利用模型自身的生成能力来参数化和控制其自我适应过程。

当模型接收到新的输入时,会生成一个「自编辑」(self-edit)——即自然语言指令,用于指定数据和优化超参数,以更新模型的权重。

通过有监督微调(SFT),自编辑能够实现持久的权重更新,从而实现长期的适应性。

为了训练模型生成有效的自编辑,研究人员采用强化学习循环,以「更新后模型在下游任务中的表现」作为奖励信号。

在尝试「将新的事实性知识整合到LLM」的实验上,研究人员使用SEAL模型生成的合成数据进行微调。

相比与直接在原始文本上微调不同,经过强化学习训练后,使用SEAL生成的合成数据进行微调,将SQuAD无上下文版本的问题回答准确率从33.5%提高到47.0%,甚至超过了GPT-4.1生成的合成数据。

研究人员还在ARC-AGI基准测试的简化子集上对SEAL进行了少样本学习评估,模型需要利用一组工具自主选择合成数据增强和优化超参数(例如学习率、训练周期、对特定token类型的损失计算)。

实验表明,使用SEAL自动选择和配置这些工具,比标准的上下文学习(ICL)和没有强化学习训练的自编辑表现更好。


自适应大模型


自适应大模型(SEAL)可以帮助语言模型更好地适应特定任务。

假设语言模型的参数为θ,C是与任务相关的上下文信息,τ是用于评估模型适应性的下游任务,SEAL会针对每个任务实例(C, τ)进行操作。

在知识整合任务中,C是需要整合到模型内部知识中的段落,τ是关于该段落的问题和答案;

在少样本学习任务中,C是新任务的少量示例,τ是查询输入和真实输出。

给定上下文C后,模型会生成一个自编辑(SE),通过有监督微调的方式来更新自己的参数。

研究人员使用强化学习来优化自编辑生成的过程:模型生成SE作为动作,根据生成SE后模型在τ上的表现获得奖励,并根据奖励更新策略,以最大化预期奖励。

奖励与模型参数θ有关,所以强化学习的状态为上下文C和参数θ

由于模型参数会不断更新,之前版本模型收集的(状态,动作,奖励)三元组可能不再适用于当前模型。

因此,研究人员采用「在线策略」方法,即从当前模型中采样自编辑,并基于当前模型计算奖励。

相比其他策略方法,ReSTEM采用的「拒绝采样+有监督微调」,可以让训练过程更稳定。

ReSTEM的过程为:首先从当前模型策略中采样一些候选输出(即自编辑),然后只对那些获得正奖励的样本进行监督微调,以此来强化模型的策略。


实验结果


少样本学习


研究人员使用了一个没有经过针对ARC(抽象和推理语料,Abstract and Reasoning Corpus)预训练的小型开源模型Llama-3.2-1B-Instruct进行实验。

由于大多数ARC任务对于未经过ARC预训练的模型来说难度较大,研究人员从ARC训练集中筛选出11个任务,从评估集中筛选出8个任务,确保这些任务在最优TTT(测试时训练,test-time training)配置下可以被基础的Llama-3.2-1B-Instruct模型解决。

在训练过程中,研究人员使用ReSTEM方法,通过为每个训练任务采样15个自编辑来训练模型。

每个自编辑分别应用于生成15个更新后的模型,然后在对应的测试样本上进行评估,只保留那些「经过适应后能够为测试输入生成正确输出」的模型。

评估指标为成功率:为每个保留的评估任务生成5个自编辑并评估模型,然后统计能够产生正确输出的自编辑的百分比,可以反映出所学自编辑生成策略的质量。

对比基线方法包括上下文学习(ICL)、TTT+自编辑(无强化学习)和Oracle TTT(性能上限)。

与基线方法相比,SEAL显著提高了适应成功率(72.5%),而未经强化学习训练的基础模型的自编辑成功率仅为20%,不进行任何适应的成功率为0%

知识整合(Knowledge Incorporation)


研究人员使用Qwen2.5-7B模型,从SQuAD(斯坦福问答数据集)的段落中整合新的事实内容。

对比基线包括基础模型(直接在问答任务上评估,Base Model)、仅在段落上微调模型(Train on Passage)、在段落和自动生成的推论上训练模型(Train on Passage + Synthetic)、在段落和通过OpenAI API从GPT-4.1收集的模型生成推论上训练。

在单段落设置下,仅在段落上微调的模型相比基础模型几乎没有提升(33.5% vs. 32.7%),表明仅使用原始数据是不够的。

使用GPT-4.1生成的推论可以将准确率提升到46.3%,比仅使用段落的基线提高了12.8个百分点。

使用Qwen2.5-7B模型生成的合成数据可以达到39.7%,提高了6.2个百分点。

经过强化学习后,SEAL进一步将准确率提升到47.0%,尽管模型规模较小,但表现优于使用GPT-4.1生成的合成数据。

在持续预训练(CPT)设置下,模型从200个段落中整合信息,并在所有974个相关问题上进行评估。研究人员为每个段落采样5个自编辑生成内容,并将这些合成数据用于持续预训练。

结果显示,SEAL在多段落设置下也优于所有基线方法,准确率达到43.8%。

虽然绝对性能低于单段落设置,但相对提升效果保持一致,这表明SEAL发现的编辑策略不仅适用于单个段落的合成数据生成,还能推广到更广泛的场景。

仅需两次迭代,SEAL就超过了使用GPT-4.1数据的效果,后续迭代的提升效果逐渐减弱,表明策略迅速收敛到一种能够「将段落提炼为易于学习的基本事实」的编辑风格。

从例子中,可以看到强化学习可以促使生成更详细的自编辑内容,而这些更详细的编辑又反过来提升了整体性能。

参考资料:
https://arxiv.org/abs/2506.10943


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