OpenAI直播第二彈！奧特曼2024年最大驚喜竟來自字節(jié)？強化微調讓o1-mini逆襲o1

新智元報道編輯：Aeneas 好困【新智元導讀】OpenAI第二天的直播，揭示了強化微調的強：強化微調后的o1-mini，竟然全面超越了地表最強基礎模型o1。而被奧特曼稱為「2024年我最大的驚喜」的技術，技術路線竟和來自字節(jié)跳動之前公開發(fā)表的強化微調研究思路相同。OpenAI 12天連播的第二彈，用短短三個單詞體現了什么叫「字少事大」——強化微調（Reinforcement Fine-Tuning）。首先，這是OpenAI第一次將之前僅限自家模型（如GPT-4o和o1系列）使用的強化學習技術，開放給外部開發(fā)者。其次，開發(fā)者只需提供最低「幾十個」高質量任務，就能通過強化微調實現領域專家模型的定制！并且，還能根據提供的參對模型的回應進行評分。最后，強化微調加強了模型在處理領域問題時的推理能力，并提升了在特定任務上的準確性。對于那些要求高精確性和專業(yè)知識的領域，強化微調將會發(fā)揮至關重要的作用。從OpenAI的官方演示中不難看出，強化微調的效果可謂是相當顯著——經過強化微調的o1 mini，竟然全面超越了當今最強的基礎模型o1。其中，強化微調版的o1 mini，在Top-1準確率上直接躍升180%達到了31%，遠超o1的25%。對此，奧特曼激動地表示：「這項工作效果出奇得好，是我2024年最大的驚喜之一！非常期待大家會用它去構建什么。」目前，強化微調研究計劃已進入Alpha階段，并將于2025年第一季度公開發(fā)布。為了搞清楚「強化微調」到底是個啥，我們便去問了問OpenAI自家的AI搜索。沒想到，結果卻出人意料——這個技術思路，在一篇被ACL 2024錄用為Oral的論文中，就已經提出了。而更喜人的是，團隊的成員全部來自字節(jié)跳動！在這項工作中，研究人員提出了一種簡單而有效的方法，來自增強LLM推理時的泛化能力——強化微調（Reinforced Fine-Tuning，ReFT）。論文地址：https://arxiv.org/abs/2401.08967簡單來說，ReFT首先會使用SFT對模型進行預熱，然后采用在線強化學習（PPO算法）進行優(yōu)化。也就是，對給定的問題自動采樣大量的推理路徑，并根據真實答案來獲取獎勵，從而進一步對模型進行微調。在GSM8K、MathQA和SVAMP數據集上的大量實驗表明，ReFT顯著優(yōu)于SFT，并且通過結合多數投票和重新排序等策略，可以進一步提升模型性能。不僅如此，ReFT還有著卓越的泛化能力——在訓練中僅需使用與SFT相同的問題集，而無需依賴額外或增強的訓練數據。強化微調，不是傳統(tǒng)微調這次上陣直播的四人，是OpenAI的研究員Mark Chen、John Allard、Julie Wang，以及伯克利實驗室計算生物學家Justin Reese。他們介紹說，這項功能已允許用戶在自己的數據集上微調o1。不過要強調的是，并不是傳統(tǒng)的微調，而是強化微調。它真正利用了強化學習算法，把模型從高級中學水平提升到專家博士級別。這個功能，能夠幫助把自己的優(yōu)質數據集轉化為獨一無二的用品，帶來「魔力」。強化微調（RFT），能讓開發(fā)者、研究人員和機器學習工程師首次有機會使用強化學習來創(chuàng)建專家級模型，在特定領域的任務中有卓越表現。對于法律、金融、工程、保險等領域，這項技術簡直是量身打造的。舉例來說，OpenAI最近和湯森路透合作，利用強化微調對o1 Mini進行了微調，使其成為了一名法律助手，幫法律專業(yè)人士完成了一些復雜、需要深入分析的工作流程 。史上首次，OpenAI微調支持強化學習去年年初，OpenAI就推出了監(jiān)督微調API。這項技術非常強大，核心目標是讓模型復制在輸入文本或圖像中發(fā)現的特征。在強化微調中，它不僅是教模型模仿輸入，而是去學習在自定義域上以全新的方式進行推理。當模型看到一個問題，研究者會給它空間來思考問題，然后給它的最終答案進行評分。然后，利用強化學習的強大能力，他們會強化那些導致正確答案的思維路徑，同時抑制那些導致錯誤答案的思維路徑。只需要數十到數千個高質量示例，模型就能學會以新的、有效的方式在定制領域中進行推理了！用OpenAI研究者的話說，這實在太瘋狂了，令人難以置信——僅用12個例子就能做到，這是傳統(tǒng)微調難以實現的。這也是史上首次，OpenAI的模型定制平臺可以支持強化學習。研究者強調說，OpenAI內部用來訓練GPT-4o和o1系列等頂尖模型，就是用的同樣技術。強化微調的o1，診斷罕見病伯克利實驗室的Justin，就介紹了強化微調給他的研究帶來的巨大幫助。他研究的是，使用計算方法來理解罕見疾病背后的遺傳原因。然而，現在評估罕見疾病并不容易，首先要對醫(yī)學有專業(yè)領域知識，還要對生物醫(yī)學數據進行系統(tǒng)化推理。而這，o1模型可以憑借其高級推理能力提供幫助。在這個項目中，Justin和同事們從數百篇關于罕見疾病的科學病例報告中提取了疾病信息，包括患者的體征和癥狀。他們希望能根據患者的癥狀，找出可能發(fā)生突變、導致這些癥狀的基因。為此，他們和OpenAI團隊一起訓練了o1模型，讓它更高效地推理疾病的成因。而在「根據一系列癥狀預測可能引發(fā)遺傳疾病的基因」這一任務上，o1-mini的表現超越了o1!這非常重要，因為o1-mini比o1更小、更快、成本更低。在OpenAI的開發(fā)平臺上，他們已經對一個模型進行監(jiān)督微調一年多了。他們上傳了一個訓練數據集，包含1100個示例。以下是一個單獨的數據點，包括病例報告、指令、正確答案三個部分。病例報告顯示，這是一名51歲的女性，有眼距增寬、甲狀旁腺功能亢進等癥狀。在指令部分，研究者會提示模型，希望它做什么。最后就是正確答案。注意，訓練過程中，并不會向模型展示這個答案，否則就是作弊了。但是，研究者以這訓練過程中用這個答案來評估模型。可以看出，這個任務的難度，已經遠遠超越了「Strawberry中有幾個r」的級別。接下來，他們上傳了一些驗證數據，它的格式與訓練數據完全相同，但驗證數據集和訓練數據集之間的正確基因沒有重疊。這就意味著，模型不能作弊，不能只是簡單地記住癥狀列表并將其與基因匹配。它必須真正從訓練數據集泛化到驗證數據集。強化學習的部分，是這樣體現的——他們引入評分器的概念，將模型輸出與正確答案比較，返回0到1之間的一個分數。0表示模型完全錯誤，1表示模型完全正確。在這個例子中，模型得到了0.7的分數，因為FOXE 3是正確答案，在基因列表中排第二位。它在列表中越往后，分數會越接近0。最終，研究者提供了一套評分器合集，能有效覆蓋在強化微調時可能會有的各種意圖空間。接下來，可以快速地復制一下評分器，然后就啟動了一個訓練任務。厲害的地方在于，只需要提供數據集和評分器（體現領域專業(yè)知識），就可以利用OpenAI強化學習算法的全部能力，以及完整的分布式模型訓練技術棧，來為自己的使用場景定制一個前沿模型了。一句話就是：拿上你的數據集和評分器，OpenAI就會給你一個微調模型。強化學習微調任務可能需要幾個小時到幾天的時間來運行可以看到，驗證集的獎勵分數呈上升趨勢。由于訓練數據集和驗證數據集之間的基因沒有重疊，這意味著：模型確實學會了這項任務中進行泛化！模型學會通用推理能力為了更深入地了解模型中微調過程中發(fā)生了什么變化，可以查看評估儀表板。其中，研究者設置了三個不同運行，分別是運行在o1、o1 mini和強化微調后的o1 mini上的任務。可以看到，獎勵分數呈現右上角上升的趨勢，但這對任務來說意味著什么呢？為此，他們設置了三個不同的評估指標，分別是Top-1（第一項正確率）、Top-5（前五項正確率）和Top-max（是否包含正確答案）。在Top-1指標中，o1 mini在約200條數據上的得分是17%。o1得到了25%，而微調后的o1 mini，得到了31%。ChatGPT就此生成了一張更直觀的圖表。這顯示出，模型確實學會了如何在這類數據上進行推理的通用能力！在Justin看來，強化學習將極大地振奮生物學研究社區(qū)，近期內的最佳方案，可能就是結合現有生物信息學工具和類o1模型的混合解決方案。而以上，僅僅是強化微調在科學研究中的一個應用而已。除了已經驗證的生物化學、AI安全、法律以及醫(yī)療保健數據集，模型還會在數百種其他應用場景上發(fā)揮作用。OpenAI的Alpha計劃，會讓更多人在最重要的任務上，推動o1模型能力的邊界。直播最后，依然是OpenAI式的圣誕冷笑話一則——最近，圣誕老人在嘗試制造一輛無人駕駛雪橇，但不知為何，他的模型總是無法識別樹木，導致雪橇不停地撞上道路兩旁的樹。你們猜這是為什么？答案是：因為他忘了給模型進行「pine-tune」（松樹微調）！參考資料：https://openai.com/form/rft-research-program/https://x.com/OpenAI/status/1865091561912164499https://arxiv.org/pdf/2401.08967