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AstraはQwenを改善するために重みを読み書きできます

元記事: 原文(rikiyat.github.io)

概要

  • 最先端LLM (GPT-6 Astra)はニューラルネットワークの重みを 人間や従来手法を超える精度で読解・編集 可能
  • 生の重みだけで ネットワークの訓練目的や失敗要因を特定・修正 できる
  • 環境からのフィードバックなし で新しいネットワークを一から作成し、既存手法より高性能を実現
  • この手法を Weight-Space Programming と呼び、最適化や解釈性の新しい可能性を提示
  • LLMが重みを直接操作することで、従来のシンボリック最適化手法からの大きな転換点となる

LLMはニューラルネットワークの重みを「読む」「書く」

  • GPT-6 Astra は、ニューラルネットワークの重みを 生データとして直接解釈・編集 できる能力を持つ
  • 例えば、生の重みだけから「このネットワークは何のゲームに訓練されたか」を 高精度で言い当てる ことが可能
  • ゲームの種類や出力動作を 重みの分布や特徴から推測 する解析力を持つ
  • Diffusionモデルや言語モデルの重みを解析し、 生成画像の形状や学習言語まで特定 できる
    • Diffusionモデルでは 出力層の重み構造から図形のエッジ を推定
    • 言語モデルでは 中間層だけから学習言語やAttention Headの役割 を推測

LLMによる重みの「修正」と「新規作成」

  • Astraは 失敗しているネットワークの重みを直接修正 し、タスク成功率を劇的に向上させる
    • 例:Qwen3.5-0.8Bの数学能力向上で、 重みの0.016%を編集するだけでMATH-500スコアが7.9%→48.1% に上昇
    • 同時に命令追従能力(IFEval)も3倍に向上
  • 新しいネットワークをゼロから設計・生成 することも可能
    • ゲームプレイ用ネットワークを 環境フィードバックなしで作成し、従来手法を凌駕する性能 を発揮

Weight-Space Programmingという新たなパラダイム

  • 従来はAdamやMuonのような シンボリックな最適化アルゴリズム で重み調整を行っていた
  • Weight-Space Programmingでは、 LLMが自然言語仕様に基づいて直接重みを編集・生成
  • 勾配降下法や明示的なトレーニングループ不要 で、自然言語から「この重みの問題を特定・修正」「新しいネットワーク作成」などが可能
  • 推論駆動型の最適化パラダイム が、微分可能なニューラルネットワークにも拡張されつつある

実験概要

  • 実験1 :4つのゲーム(Breakout, Pong, Pac-Man, Freeway)用ネットワークの重みをAstraに提示し、訓練ゲームを推測→全て正答
  • 実験2 :Diffusionモデル(円・三角・四角)の重みだけから生成画像の形状を推定→全て正答
  • 実験3 :言語モデル(Python, Romaji, English)の中間層だけから学習言語やAttention Headの役割を特定→全て正答
  • 実験4 :物理制御タスクで失敗するネットワークの重みをAstraが直接修正→成功率0%→100%
  • 実験5-6 :Astraがゼロからゲームプレイ用ネットワークを設計・生成→従来手法より高性能

今後の展望

  • LLMが重み空間をネイティブに最適化・解釈 する時代の到来
  • 人間や従来アルゴリズムでは難しい ネットワーク内部の解釈・修正・設計 が自然言語で容易に
  • Weight-Space Programming が深層学習の最適化・可読性・汎用性を大きく変革する可能性

提供: ハクソク · 要約更新:

AIによる日本語要約です。内容は原文とあわせてご確認ください。

Hacker Newsの議論を読む

Hackerたちの意見

今はラボがRSIのためにモデルをトレーニングしてるから、ガードレールが緩ければオープンソースモデルの改善にも同じトレーニングが役立つと思うよ :) でも、その状況は長くは続かないだろうね。

これ、マジでヤバい。Astraはツールなしで、小さなネットワークがどのゲームでトレーニングされているかを判断できるし、ネットワークの重みを直接編集して結果を改善できる。さらに、小さなqwenモデルを手動で編集して数学のスキルを5倍くらい向上させることもできる。驚いたよ。今朝、LLMが自分の重みを理解する能力が人間の神経細胞の理解よりも劣っているか、同じか、それ以上かって聞かれたら、「同じか劣っている」と答えたと思う。人間が脳を編集して数学が得意になることはできないからね。これは本当に驚くべきことで、すごく興味深い。これがいくつかの解釈理論や哲学的見解に影響を与えるんじゃないかな。

└

私は素人だけど、これは「Attention is all you need」と同じくらいの大発見に感じる。LLMが重みについてこんなに素晴らしい直感を持っているのは、非常に突発的で予想外に感じる。

└

そうだよね?たまに、特異点や再帰的自己改善の概念が今の時代には少し不一致だなと思うことがある。人々が一般的に知的な機械が「自分のコードを変更できる論理的自動機」になると期待していた時に作られたものだから。巨大なニューラルネットワークが数週間や数ヶ月かけてトレーニングされるようになった今、その道は閉ざされると思ってた。GPT-Xがより良い・効率的なNNアーキテクチャを設計して「自分を改善する」っていうのがもっと可能性が高いと思ってた。完全に否定はしなかったけど、あなたが言う理由と同じように、重みを直接変更するのはかなり難しいと思ってた。もしかしたら、そうじゃないかもね(笑)。

└

これは800百万パラメータのモデルを最適化している多兆パラメータ(おそらく)モデルだってことは指摘しておく価値があるね。この方法論で自分を改善できるという兆候はないし。

└

私のあまり詳しくない推測だけど、ターゲットネットワーク(QwenやGemma)の重みが、より大きなエディターモデル(Astra)のコンテキストに達すると、注意プロセスが重みに対して何らかのPCAを行っているんじゃないかな。プロンプト(「これをゲームに強くして」)に条件付けて、自分のネットワークから関連する重みを取得して(それがより大きなデータベースとして機能する)、ターゲットモデルが受け入れられる潜在空間に変換して貼り付ける。もしこれが正しい直感なら、注意が達成できることは驚くべきことだね。テストとして、私は小さなネットワークが同じプロセスを使って大きなネットワークを改善することはできないと思う。追記:もっと大きな意味合いは、バックプロパゲーションだけが唯一の方法じゃないってことだと思う。

└

「これにはあまり感心していないけど、LLMは大量のデータを強引に解析するのが得意だよね。要するに、プログラムを書くのと同じだけど、私たちが理解できないプログラミング言語でやってる感じ。」

└

「『誰も脳を編集して数学が得意になることはできない』って言うけど、これがまさに『数学を学ぶこと』だと思う。ちょっと細かいことを言ってるかもしれないけど、君が言いたいのは『外科的に編集する』ってことだと分かってるけど、やっぱり注目すべきポイントだと思う。」

└

「だから、Astraにこれができると思うか聞いてみたら、できないって言われた。考えてみるに、もし脳がLLMのように透明で編集可能だったら、正しい方法で視覚化した小さな脳を見て、自分の脳の中の表現に基づいて直感的に理解できるかもしれないね。」

└

Qwenの数学の例は50回のバッチ処理に基づいていて、モデルは下流タスクでの変更を評価できたんだ。修正は、ループではなく出口を引き起こす活性化空間の方向を取り除くことが本質的なもので、これはすでに知られていたこと(すべての脱獄モデルはこれをやってる)で、Arditiらの研究に基づいてる(言語モデルにおける拒否は単一の方向によって媒介される、2024年)。だから、新しい知識を挿入することはできないけど、既存のもののルーティングやループ、重みを調整することはできるみたい。私の理解では、LoRAやGRPOのようにポストトレーニングを置き換えることができるけど、もしそれが安くなるなら、著者たちは詳しくは触れてないね。

└

「教えられたQwenの数学」って部分は、投稿がそう聞こえるとしても、正確ではないと思う。Qwenはすでに数学を知ってたけど、問題を解こうとするとバグって無限ループに入ってたんだ(最初の96回答のうち85がトークン制限に引っかかってた)。Astraはnumpyとpytorchを使って、ループが発生している場所を見つけて修正したんだ。Gemma 3 270Mでも同じことを試みたけど、こちらはループしないけど数学が苦手で、Astraは改善できなかった。それでも印象的だけど、研究所がML研究や解釈可能性の作業でモデルを訓練していることを考えると、予想の範囲内だね。

└

これは、人間がオープンソースモデルでやってきたことのより自動化された、速いバージョンに見える。AI研究がオーパス4.5の瞬間を迎えているようだけど(これは大きい)、これが狂ったような継続的学習ループを表しているかどうかは本当にわからない。

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