「就按這個方案改,今晚就跑!小張,你帶兩個人改前向傳播的代碼,每個批次重新採樣,保留概率0.5,小吳,把對照組的配置原封不動複製一份,除了屏蔽策略其他什麼都別動,我要乾乾淨淨的對比實驗!」
代碼改起來不難,難的是等。
訓練要跑十幾個小時,工作站的風扇聲從傍晚一直響到後半夜。
林晨讓人從系裡搬來了幾張行軍床,結果一晚上沒人躺,所有人輪流盯著損失曲線,跟產房外面等消息的家屬似的。
凌晨兩點,訓練集損失穩步下降。
凌晨四點,驗證集準確率開始爬坡。
早上七點半,最後一輪疊代結束,測試腳本自動跑完,結果打在屏幕上。
盯著屏幕的研究員揉了揉眼睛,以為自己熬夜熬出幻覺了。
「林老師!」
林晨從椅子上彈起來,三步並兩步衝到屏幕前。
對照組:訓練集準確率99.2%,測試集71.4%。
實驗組:訓練集準確率94.8%,測試集82.6%。 測試集準確率,拉高了11.2%!
背答案的毛病,被治住了!
「真成了!」
實驗室里發出一陣歡呼,林晨激動得在實驗室里來回走,一邊走一邊掏手機,拍下結果截圖,發給漆昊,配了一段感嘆號密度高到沒法看的文字。
「終於找對方向了!按照這個疊代趨勢,我們很快就能突破瓶頸!」
接到消息的漆昊,倒是沒有多興奮。
他總覺得哪有不對勁的地方。
來到實驗室後,漆昊說了自己的想法,林晨寬慰他說:「漆老師,你多慮了,現在模型泛化能力大幅提升,過擬合問題基本解決,後續只要微調參數,優化疊代策略,模型效果只會越來越好,不會有任何問題。」
「你放心,我們對你有信心。」
漆昊心累。
你們先別這麼有信心。
他說出了自己的顧慮:「我認為,現在只是淺層網絡的短期假象,這套隨機失活方案,能緩解淺層,中層網絡的過擬合問題,但無法完全解決深層網絡的結構性缺陷。」 「我們現在只用了二十多層網絡,效果看似完美,一旦繼續堆疊層數,往五十層、六十層的深度網絡推進,新的問題會徹底爆發。」
漆昊的擔憂其實源於自己此前的研究項目,喀秋莎量化算法。
之前漆昊研發喀秋莎量化程序時,嘗試基於卷積神經網絡,讓程序能有完整的價格形態表徵學習能力,實現自動化、高精度的時序特徵識別和預判。
但是這段時間,他覺得模型存在缺陷,無論怎麼調參優化,深層特徵提取始終存在偏差。
直到此刻破解淺層網絡過擬合難題,他才找到了問題。
為了驗證自己的預判,當晚回到住處,漆昊第一時間調出喀秋莎量化程序的後台訓練日誌和運行數據。
後台海量的疊代記錄清晰顯示,程序在淺層網絡訓練時,特徵識別,數據擬合,泛化預判全部正常,可一旦網絡層數突破四十層,時序特徵提取精度開始持續下滑,疊加到五十層以上,誤差直接指數級暴漲。
果然和他預判的一模一樣。
問題根本沒有徹底解決,只是被淺層網絡的完美數據暫時掩蓋了。
接下來的數日,漆昊每天準時到訪實驗室,全程跟進深度網絡的堆疊疊代實驗,實時觀察數據變化。
】】首】發】更】新! 初期疊代依舊向好,眾人的信心不斷攀升。
可當團隊按照既定節奏,將網絡層數穩步堆疊到五十六層時,恐怖的反轉如期而至。
原本穩步攀升的測試集準確率,瞬間斷崖式暴跌,從89.2%直接跌落到68.7%,比優化之前的老舊模型還要拉胯!
不僅過擬合問題死灰復燃,還新增了嚴重的特徵退化,梯度消失問題,模型整體性能全面出問題。
實驗室里所有人笑不出來了。
媽耶,他們這叫慢工出爛活嗎?
明明很仔細了,為什麼還會出現這麼大的問題!
該不會是他們操作上有失誤吧!
漆神這種大佬都來指點了,他們居然還出了問題?
這下好了,大佬帶都帶不動他們,看來朽木都未必有他們難雕。
漆昊在旁邊也無語。
他的擔心真的變成了現實。 他們訓練的網絡跟宋師兄的女兒一樣,補課越多,成績還越差!
林晨還記得自己當初信誓旦旦在漆昊面前勸說的模樣,現在看來,簡直是大型社死現場。
人家都說模型會有問題了,他還不信。
現在好了,問題真出來了。
「漆老師,目前有什麼方法解決嗎?」
漆昊說:「暫時沒想到,不過實驗可以繼續,多跑一些數據出來。」
林晨點頭,安排研究生們去做了。
可惜一連好幾天都什麼進展。
這天,漆昊看完實驗數據後,依然沒有找到靈感。
林晨看著漆昊一直坐著,猶豫再三,最後還是走過去說:「漆老師,放鬆一下吧。」
「科研這東西,有時候就跟便秘一樣,越使勁越出不來,不如先起身走兩步。」
「正好今晚深度學習圈子有個小範圍私宴,都是國內做深度網絡,正則化疊代的核心教授和骨幹學者,沒有外人,純粹是業內交流。」 「大家都想趁年底碰一碰,聊聊最新的研究進展,他們也想邀請你,如果你願意的話,我們一起去坐坐?」
漆昊:???
您能先別說便秘,再說吃飯的事情嗎?
這倆放在一起,衝擊力挺強的。
不過他想了想,連續幾天泡在枯燥的數據和疊代日誌里,他確實沒找到什麼頭緒。
適當脫離實驗室環境,沒準兒能跳出固有思路,找到新的突破口。
而且這種頂尖學術圈子的私下聚會,往往能聽到公開論文,學術會議上看不到的行業風聲,對眼下的瓶頸突破未必是壞事。
於是漆昊同意去了。
晚上七點,城中高端私宴包廂。
到場的人不算多,但這裡坐著的人都算是國內深度學習領域裡有些名氣的人。
除了林晨教授,還有清大的朱教授,浙大的高教授等人都來了。
眾人都知道漆昊的實力,他出現後大家紛紛主動打招呼,態度一個比一個好,沒有絲毫長輩架子。 吃了一會兒,他們閒聊的話題也從日常瑣事落到了最核心的學術前沿上。
朱教授這個時候拋出了一個消息:「跟大家同步一個圈內剛傳出來的內部消息,不算正式官宣,但可信度百分百。」
「上周史丹福大學人工智慧實驗室,舉辦了一場閉門非公開學術沙龍,僅限全球頂尖課題組負責人參與,不對外公開,不錄視頻,不發會議摘要。」
「有人私下帶回了消息,說他們團隊已經攻克了深度網絡層數堆疊的核心難題。」大家瞬間驚訝了起來。
在場都是深耕深度學習多年的研究者,沒人不清楚這句話的意思。
他們目前都遇到過梯度消失,特徵退化,準確率斷崖下跌的問題,誰能率先突破這個難題,誰就能直接拿下本年度深度學習領域的最高話語權。
朱教授看著眾人震驚的神色,繼續補充道:「對方團隊不僅完成了百層級穩定網絡的訓練疊代,效果精度遠超現有所有模型,目前他們開始申請專利技術,論文方面也已經準備投遞了。」
一石激起千層浪。
包廂內一下響起議論,所有人的臉色都不太好看。
「徹底解決了?百層網絡穩定疊代?這進度也太快了!」
「難怪最近國外相關領域的論文更新量驟降,原來是憋著大招呢!」
「壞了,我課題組今年的核心課題,就是深度網絡層數擴容和穩定性優化,跟他們的研究方向高度重合,他們要是率先發刊,拿下專利,我們的攻堅就都白費了。」 「所以我今天把大家叫過來,就一個意思。」
「這種科研上的意外,發生了就發生了,各家手上的課題,能加快的加快,能收縮的收縮,別再想著大而全了,搶時間,搶窗口期,真被人家一鍋端了,明年基金委那邊,大家的日子都不好過。」
一圈人紛紛點頭,交頭接耳地商量起來,有人已經掏出手機給組裡研究生發消息了,大晚上的,不知道多少無辜的研究生要開始享受007的美好生活了。
漆昊一直沒說話。
等到討論聲稍微停了,他才開口問了一句:「朱教授,對方有具體的技術資料流出來嗎?」
朱教授搖搖頭:「閉門會,不讓錄音不讓拍照,具體的資料沒有,不過據當時在場的一個老朋友轉述,對方團隊的思路,是在權重初始化和層間歸一化機制上做文章。」
「斯坦福這次的核心突破思路,主打深層權重自適應正則化重構,拋棄了傳統隨機失活的淺層優化邏輯,從網絡結構底層修正特徵退化問題。」
「不過具體的理論推導,算法公式和架構細節完全保密,對方閉口不透露半分,只展示了最終的實驗效果,目前圈內沒人知道他們具體是怎麼實現的。」
眾人紛紛皺眉,陷入沉思。
自適應正則化重構,聽起來只是在傳統正則化方案上做優化升級,可業內所有人都試過無數次,始終無法解決深層網絡的結構性缺陷,根本達不到斯坦福展示的完美效果。
就在全場陷入沉默,所有人都滿心焦慮的時候,漆昊出聲了:「常規的自適應正則化優化,只能修正淺層,中層網絡的權重擾動誤差,無法解決深層堆疊帶來的梯度鏈式衰減問題。」
「網絡層數突破五十層後,反向傳播的梯度會經過數十次矩陣乘法累積,哪怕單次衰減幅度極小,疊加後也會指數級趨近於零,必然出現梯度消失……」 「所以我認為按照現有理論體系,單純優化自適應正則化邏輯,很難實現六十層以上深度網絡的穩定正向疊代。」
朱教授說:「斯坦福那邊是突破了理論局限,還是找到了全新的優化路徑,這個我們都不知道,他們既然做出了成果,肯定是解決了這些死結。」
漆昊回答:「不清楚,有可能是新的數學建模思路,也有可能是重構了正則化的邏輯,具體細節沒有數據支撐,無法下定論。」
他心裡其實已經隱隱有了一個模糊的想法,這個想法和吉洪諾夫正則化有關係。
傳統深度學習用到的L2正則化,只是吉洪諾夫正則化最簡單的初級應用。
業內一直把吉洪諾夫理論當成老舊的基礎數學工具,沒人想到將其深度改造,適配深層網絡的結構特性。
只是這個思路目前還很模糊,關鍵的數學推導鏈條存在斷層,暫時無法形成完整的理論。
見他神色陷入沉思,在場眾人都以為他也被這則重磅消息打亂了節奏,紛紛出聲勸慰。
「漆老師你也別太有壓力,科研競爭本就是如此,有搶先突破,就有滯後追趕,輸贏都是常態,斯坦福底蘊深厚,資源頂尖,被他們搶先一步很正常,不用太放在心上。」
「是啊漆老師。」林晨連忙附和。
「我們本來就卡在瓶頸很久了,就算沒有斯坦福的成果,我們也未必能短期內突破,放平心態,慢慢來,科研急不得。」
其他教授也紛紛寬慰:「基礎研究從來沒有絕對的輸贏,就算對方搶先,我們後續跟進優化、完善理論體系,同樣能做出成果。不用給自己太大心理負擔。」 眾人都以為漆昊是因對手搶先,課題可能作廢而焦慮,卻沒人知道,他根本沒糾結輸贏!
他只是單純卡在了理論推導的關鍵節點,征服欲上來了!
他們這種學霸,怎麼可能會因為別人做出成果而情緒崩潰,破防呢?
就像是二戰前夕,歐洲各國早早完成工業疊代,軍備擴張,德國率先完成軍事體系革新,橫掃歐洲大陸,搶占所有戰爭先機,蘇聯在工業、軍備、戰備節奏上全面滯後,處處落後於人。
巨大危機下,史達林也沒放棄,他放棄什麼。
這難道不是更刺激了嗎?
漆昊正在思考,系統的聲音響了起來。