Риски выученной оптимизации. Заключение и связанные работы

Связанные работы

Мета-обучение. Как было описано в первом посте, обычно мета-обучение – это мета-оптимизация, в явном виде спроектированная для достижения некой базовой цели. Однако, вместо этого возможно проводить мета-обучение, пытаясь применить меса-оптимизацию. К примеру, у «Обучении Обучения с Подкреплением» Ванга и пр. авторы заявляют, что создали нейросеть, которая сама проводит процедуру оптимизации себя же.(28) Конкретнее, они утверждают, что способность их нейросети решать крайне разнообразные окружения без явного переобучения для каждого означает, что она выполняет своё собственное внутреннее обучение. Другой пример – «RL2: Быстрое Обучение с Подкреплением через Медленное Обучение с Подкреплением» Дуана и пр., где авторы обучили алгоритм выполнять, по их заявлениям, собственное обучение с подкреплением.(5) Такое мета-обучение кажется ближе всего к созданию меса-оптимизаторов из всех существующих исследований машинного обучения.

Устойчивость. Система устойчива к сдвигу распределения, если она продолжает хорошо справляться с целевой функцией, которой обучена, даже за пределами обучающего распределения. (29) В контексте меса-оптимизации, псевдо-согласованность – это частный случай того, как обученная система может не быть устойчивой к сдвигу распределения: псевдо-согласованный меса-оптимизатор в новом окружении может всё ещё компетентно оптимизировать меса-цель, но не быть устойчивым из-за разницы между ней и базовой целью.

Конкретный вид проблемы устойчивости, происходящий с меса-оптимизацией – это расхождение награда-результат – между наградой, которой обучается система (базовая цель) и наградой, реконструированной из системы обратным обучением с подкреплением (поведенческая цель).(8) В контексте меса-оптимизации, псевдо-согласованность ведёт к этому расхождению из-за того, что поведение системы за пределами обучающего распределения определяется её меса-целью, которая в этом случае не согласована с базовой.

Впрочем, следует заметить, что хотя внутренняя согласованность – это проблема устойчивости, ненамеренное возникновение меса-оптимизаторов ею не является. Если цель базового оптимизатора – это не идеальное отображение целей людей, то предотвращение возникновения меса-оптимизаторов может быть предпочтительным исходом. В таком случае, может быть желательно создать систему, сильно оптимизированную для базовой цели в некой ограниченной области, но не участвующую в неограниченной оптимизации для новых окружений.(11) Возможный путь достижения этого – использовать сильную оптимизацию на уровне базового оптимизатора при обучении, чтобы предотвратить сильную оптимизацию на меса-уровне.

Неразличимость и двусмысленность целей. Как мы заметили в третьем посте, проблема неразличимости целевых функций в меса-оптимизации похожа на проблему неразличимости в обучении с подкреплением, ключевая деталь которой – то, что сложно определить «правильную» целевую функцию лишь по набору её выводов на неких обучающих данных. (20) Мы предположили, что если проблема неразличимости может быть разрешена в контексте меса-оптимизации, то, вероятно (хоть в какой-то мере) с помощью решений, похожих на решения проблемы неразличимости в обучении с подкреплением. Пример исследования, которое может быть тут применимо для меса-оптимизации – предложение Амина и Сингха (20) смягчения эмпирической неразличимости в обратном обучении с подкреплением с помощью адаптивной выдачи примеров из набора окружений.

Кроме того, в литературе об обучении с подкреплением замечено, что в общем случае функция вознаграждения агента не может быть однозначно выведена из его поведения. (30) В этом контексте, проблему внутренней согласованности можно рассматривать как расширение проблемы выучивания ценностей. Последняя – про набор достаточной информации о поведении агента, чтобы вывести его функцию полезности, а первая – про тестирование поведения обученного алгоритма в достаточной степени, чтобы удостовериться, что он имеет конкретную целевую функцию.

Интерпретируемость. Исследования интерпретируемости стремятся разработать методы, делающие модели глубинного обучения более интерпретируемыми для людей. В контексте меса-оптимизации, было бы выгодно иметь метод, определяющий, когда система выполняет какую-то оптимизацию, что она оптимизирует, и какую информацию она принимает во внимание в этой оптимизации. Это помогло бы нам понять, когда система может проявить нежелательное поведение, и помогло бы нам сконструировать обучающие алгоритмы, создающие давление отбора против появления потенциально опасных обученных алгоритмов.

Верификация. Исследования верификации в машинном обучении стремятся разработать алгоритмы, формально доказывающие, что система удовлетворяет некоторым свойствам. В контексте меса-оптимизации, было бы желательно иметь возможность проверить, выполняет ли обученный алгоритм потенциально опасную оптимизацию.

Нынешние алгоритмы верификации в основном используются для доказательства свойств, определённых отношениями ввода-вывода, вроде проверки инвариантов вывода с учётом определяемыми пользователем трансформаций ввода. Основная мотивация таких исследований – неудачи устойчивости в задачах распознавания изображений на состязательных примерах. Существуют и прозрачные алгоритмы, (31) например, «SMT solver», который в принципе позволяет верифицировать произвольное утверждение про активации сети,(32) и алгоритмы-«чёрные ящики»(33). Однако, применение таких исследований к меса-оптимизации затруднено тем фактом, что сейчас у нас нет формального определения оптимизации.

Исправимость. ИИ-система исправима, если она терпит или даже помогает своим программистам корректировать её.(25) Нынешний анализ исправимости сосредоточен на том, как определить функцию полезности такую, что если её будет оптимизировать рациональный агент, то он будет исправим. Наш анализ предполагает, что даже если такая исправимая целевая функция может быть определена или выучена, удостовериться, что система, ей обученная, действительно будет исправимой, нетривиально. Даже если базовая целевая функция была бы исправимой при прямой оптимизации, система может проявить меса-оптимизацию, и её меса-цель может не унаследовать исправимость базовой цели. Это аналогично проблеме безразличных к полезности агентов, создающих других агентов, которые уже не безразличны к полезности.(25) В четвёртом посте мы предложили связанное с исправимостью понятие – исправимую согласованность – применимое для меса-оптимизаторов. Если работа над исправимостью сможет найти способ надёжно создавать исправимо согласованные меса-оптимизаторы, то это сможет значительно приблизить решение задачи внутреннего согласования.

Всеохватывающие ИИ-Сервисы (CAIS).(11) CAIS – описательная модель процесса, в котором будут разработаны суперинтеллектуальные системы, и выводы о лучших для этого условиях. Совместимая с нашим анализом модель CAIS проводит явное разделение обучения (базовый оптимизатор) и функциональности (обученный алгоритм). CAIS помимо прочего предсказывает, что будут разрабатываться всё более и более мощные обобщённые обучающиеся алгоритмы, которые в многоуровневом процессе разработают сервисы суперинтеллектуальных способностей. Сервисы будут разрабатывать сервисы, которые будут разрабатывать сервисы, и так далее. В конце этого «дерева» будут сервисы, решающие конкретные конечные задачи. Люди будут вовлечены в разные слои процесса, так что смогут иметь много рычагов влияния на разработку финальных сервисов.

Высокоуровневые сервисы этого дерева можно рассматривать как мета-оптимизаторы для низкоуровневых. Однако, тут всё ещё есть возможность меса-оптимизации – мы определили как минимум два способа для этого. Во-первых, меса-оптимизатор может быть выработан финальным сервисом. Этот сценарий тесно связан с примерами, которые мы обсуждали в этой цепочке: базовым оптимизатором будет предфинальный сервис цепочки, а обученным алгоритмом (меса-оптимизатором) – финальный (или можно думать о всей цепочке от верхнего уровня до предфинального сервиса как о базовом оптимизаторе). Во-вторых, промежуточный сервис цепочки тоже может быть меса-оптимизатором. В этом случае, этот сервис будет оптимизатором в двух отношениях: мета-оптимизатором для сервиса ниже его (как по умолчанию в модели CAIS), но ещё и меса-оптимизатором для сервиса выше.

Заключение

В этой цепочке мы разъясняли существование двух основных проблем безопасности ИИ: того, что меса-оптимизаторы могут нежелательно возникнуть (ненамеренная меса-оптимизация), и того, что они могут не быть согласованными с изначальной целью системы (проблема внутреннего согласования). Впрочем, наша работа всё же довольно умозрительна. Так что у нас есть несколько возможностей:

1. Если появление меса-оптимизаторов в продвинутых системах машинного обучения очень маловероятно, то меса-оптимизация и внутреннее согласование не предоставляют проблемы.
2. Если появление меса-оптимизаторов не только вероятно, но и сложнопредотвратимо, то решение и внутреннего и внешнего согласования становится критическим для достижения уверенности в высокоспособных ИИ-системах.
3. Если появление меса-оптимизаторов в будущих ИИ-системах вероятно по умолчанию, но есть способ его предотвращения, то вместо решения задачи внутреннего согласования, может быть лучшим выходом проектирование систем так, чтобы меса-оптимизаторы не появлялись. Кроме того, в таком сценарии может оказаться необязательным решение и некоторых частей внешнего согласования: если выполнение ИИ-системой оптимизационных алгоритмов может быть предотвращено, то может оказаться, что во многих ситуациях безопасно обучать систему цели, не идеально согласованной с намерениями программиста. То есть, если обученный алгоритм не является оптимизатором, то он может не оптимизировать цель до той крайности, где она перестаёт производить позитивные результаты.

Наша неуверенность по этому поводу – потенциально значимое препятствие на пути к определению лучших подходов к безопасности ИИ. Если мы не знаем относительной сложности внутреннего согласования и ненамеренной оптимизации, то неясно, как адекватно оценивать подходы, полагающиеся на решение одной или обеих этих проблем (как Итерированные Дистилляция и Усиление (34) или безопасность ИИ через дебаты(35)). Следовательно, мы предполагаем, что и важной и своевременной задачей для области безопасности ИИ является определение условий, в которых вероятно возникновение этих проблем, и техник их решения.

Глоссарий | Библиография