快讯科技财经汽车社会旅游娱乐时尚健康生活科学教育

热搜：整理5个步

首页 > 科技

全新神经网络架构KAN一夜爆火！200参数顶30万，MIT华人一作，轻松复现Nature封面AI数学研究

发布时间: 2024-05-06 12:46:44 来源：量子位

观看：276

对MLP“进行一个简单的更改”

白交衡宇发自凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI

一种全新的神经网络架构KAN，诞生了！

与传统的MLP架构截然不同，且能用更少的参数在数学、物理问题上取得更高精度。

比如，200个参数的KANs，就能复现DeepMind用30万参数的MLPs发现数学定理研究。

不仅准确性更高，并且还发现了新的公式。要知道后者可是登上Nature封面的研究啊~

在函数拟合、偏微分方程求解，甚至处理凝聚态物理方面的任务都比MLP效果要好。

而在大模型问题的解决上，KAN天然就能规避掉灾难性遗忘问题，并且注入人类的习惯偏差或领域知识非常容易。

来自MIT、加州理工学院、东北大学等团队的研究一出，瞬间引爆一整个科技圈：Yes We KAN！

甚至直接引出关于能否替代掉Transformer的MLP层的探讨，有人已经准备开始尝试……

有网友表示：这看起来像是机器学习的下一步。

让机器学习每个特定神经元的最佳激活，而不是由我们人类决定使用什么激活函数。

还有人表示：可能正处于某些历史发展的中间。

GitHub上也已经开源，也就短短两三天时间就收获1.1kStar。

对MLP“进行一个简单的更改”

跟MLP最大、也是最为直观的不同就是，MLP激活函数是在神经元上，而KAN把可学习的激活函数放在权重上。

在作者看来，这是一个“简单的更改”。

从数学定理方面来看，MLP的灵感来自于通用近似定理，即对于任意一个连续函数，都可以用一个足够深的神经网络来近似。

而KAN则是来自于 Kolmogorov-Arnold 表示定理 (KART)，每个多元连续函数都可以表示为单变量连续函数的两层嵌套叠加。

KAN的名字也由此而来。

正是受到这一定理的启发，研究人员用神经网络将Kolmogorov-Arnold 表示参数化。

为了纪念两位伟大的已故数学家Andrey Kolmogorov和Vladimir Arnold，我们称其为科尔莫格罗夫-阿诺德网络（KANs）。

而从算法层面上看，MLPs 在神经元上具有（通常是固定的）激活函数，而 KANs 在权重上具有（可学习的）激活函数。这些一维激活函数被参数化为样条曲线。

在实际应用过程中，KAN可以直观地可视化，提供MLP无法提供的可解释性和交互性。

不过，KAN的缺点就是训练速度较慢。

对于训练速度慢的问题，MIT博士生一作Ziming Liu解释道，主要有两个方面的原因。

一个是技术原因，可学习的激活函数评估成本比固定激活函数成本更高。

另一个则是主观原因，因为体内物理学家属性抑制程序员的个性，因此没有去尝试优化效率。

对于是否能适配Transformer，他表示：暂时不知道如何做到这一点。

以及对GPU友好吗？他表示：还没有，正在努力中。

天然能解决大模型灾难性遗忘

再来看看KAN的具体实现效果。

神经缩放规律：KAN 的缩放速度比 MLP 快得多。除了数学上以Kolmogorov-Arnold 表示定理为基础，KAN缩放指数也可以通过经验来实现。

在函数拟合方面，KAN比MLP更准确。

而在偏微分方程求解，比如求解泊松方程，KAN比MLP更准确。

研究人员还有个意外发现，就是KAN不会像MLP那样容易灾难性遗忘，它天然就可以规避这个缺陷。

好好好，大模型的遗忘问题从源头就能解决。

在可解释方面，KAN能通过符号公式揭示合成数据集的组成结构和变量依赖性。

人类用户可以与 KANs 交互，使其更具可解释性。在 KAN 中注入人类的归纳偏差或领域知识非常容易。

研究人员利用KANs还重新复现了DeepMind当年登上Nature的结果，并且还找到了Knot理论中新的公式，并以无监督的方式发现了新的结不变式关系。

△DeepMind登Nature研究成果

Deepmind的MLP大约300000 个参数，而KAN大约只有200 个参数。KAN 可以立即进行解释，而 MLP 则需要进行特征归因的后期分析。并且准确性也更高。

对于计算要求，团队表示论文中的所有例子都可以在单个CPU上10分钟内重现。

虽然KAN所能处理的问题规模比许多机器学习任务要小，但对于科学相关任务来说就刚刚好。

比如研究凝固态物理中的一种相变：安德森局域化。

好了，那么KAN是否会取代Transformer中的MLP层呢？

有网友表示，这取决于两个因素。

一点是学习算法，如 SGD、AdamW、Sophia 等—能否找到适合 KANs 参数的局部最小值？

另一点则是能否在GPU上高效地实现KANs层，最好能比MLPs跟快。

最后，论文中还贴心的给出了“何时该选用KAN？”的决策树。

那么，你会开始尝试用KAN吗？还是让子弹再飞一会儿~

项目链接：
https://kindxiaoming.github.io/pykan/
论文链接：
https://arxiv.org/abs/2404.19756
参考链接：
[1]https://twitter.com/ZimingLiu11/status/1785483967719981538
[2]https://twitter.com/AnthropicAI/status/1785701418546180326

在今天的故宫，工作人员使用的数字化办公平台名叫“内务辅”，这款应用的开发者，是与故宫博物院合作的钉钉（中国）信息技术有限公司（以下简称“钉钉”）。3月18日，故宫博物院与钉钉战略合作签约仪式在故国际天文学家团队绘制了迄今最大的三维宇宙地图，记录了大约130万个活跃类星体在空间和时间上的位置。它将成为探测类星体、暗物质晕和超大质量黑洞的强大工具。发表在最新一期《天体物理学杂据法新社3月18日报道，周一，美国半导体巨头英伟达公司发布了其最新型号的电子芯片，这些芯片旨在支持人工智能（AI）革命，英伟达正努力巩固其作为人工智能领域关键供应商的地位。“我们需要更加强大的记者3月20日从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队在量子态分辨研究中取得重要进展：他们在最小资源消耗的量子态分辨问题中首次提出了全局最优自适应策略，并发展了自适应集体测量实验技术， 3月23日消息，vivo X Fold3系列将于3月26日正式发布，成为全球首款骁龙8 Gen3折叠屏电话。现在这款新机外观已经解禁，下面为大家带来图赏。vivo X Fold3提供了薄翼黑和轻羽白两种配色，后壳手感顺滑，触感近日，民航华东地区管理局向峰飞科技公司颁发V2000CG无人驾驶航空器系统型号合格证，这也是中国民航系统颁发的首个无人驾驶吨级电动垂直起降航空器型号合格证。航空器型号合格证取证是保障航空。

本文链接：全新神经网络架构KAN一夜爆火！200参数顶30万，MIT华人一作，轻松复现Nature封面AI数学研究http://www.sushuapos.com/show-2-5648-0.html

声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。

上一篇：奥特曼承认了神秘gpt2！哈佛MIT巡演继续，斯坦福演讲完整版公开

下一篇：记者观察：6G已在路上，标准向全球统一推进

全新神经网络架构KAN一夜爆火！200参数顶30万，MIT华人一作，轻松复现Nature封面AI数学研究

对MLP“进行一个简单的更改”

天然能解决大模型灾难性遗忘

热门资讯

推荐资讯

科技最热文章