‹

08 The Scaffold

8 · ​บันได​ที่​ถูก​ถอด​ออก

​บันได​ที่​ดี​ที่สุด​คือ​บันได​ที่​ถอด​ออก​แล้ว​ตึก​ไม่​ล้ม

RBM ​คือ​บันได​แบบ​นั้น ​และ​เรื่อง​ของ​มัน​ถูก​เล่า​ผิด​บ่อย​ว่า​เป็น​เทคโนโลยี​ที่​ล้าสมัย ​ความจริง​ตรงข้าม ​มัน​หาย​ไป​เพราะ​มัน​ทำงาน​สำเร็จ

​ย้อน​ไป​ที่​ปัญหา​ค้าง​จาก​บท​ที่แล้ว​ก่อน Boltzmann machine ​สอน​ช้า​เกิน​กว่า​จะ​ใช้งาน​จริง ​เหตุผล​คือ​ทุก​หน่วย​ต่อ​อยู่​กับ​ทุก​หน่วย ​รวมถึง​หน่วย​ที่อยู่​ชั้นเดียว​กัน ​แปล​ว่า​เวลา​จะ​คำนวณ​ว่า​หน่วย​ไหน​ควร​ติด​หรือ​ดับ ​ต้อง​รอ​ดู​หน่วย​อื่น​ใน​ชั้นเดียว​กัน​ด้วย ​ซึ่ง​หน่วย​อื่น​นั้น​ก็​รอ​ดู​หน่วย​นี้​อยู่​เหมือนกัน ​ทุกอย่าง​พึ่งพา​กัน​เป็น​วง ​ทางเดียว​ที่จะ​หา​คำตอบ​คือ​ปล่อย​ให้​มัน​เขย่า​ตัวเอง​ไป​เรื่อย ๆ ​จน​นิ่ง ​แล้ว​ค่อย​วัด

​ทางแก้​คือ​การ​ตัด​สาย​ออก ​ไม่​ใช่​เพิ่ม​อะไร

Restricted Boltzmann Machine ​ตัดเส้น​เชื่อม​ภายใน​ชั้นเดียว​กัน​ทิ้ง​ทั้งหมด ​หน่วย​ที่​มองเห็น​ต่อ​กับ​หน่วย​ที่ซ่อน​อยู่​เท่านั้น ​ไม่​มี​หน่วย​ไหน​ใน​ชั้นเดียว​กัน​คุย​กันเอง ​คำ​ว่า restricted ​มาจาก​ตรงนี้ — ​มัน​คือ Boltzmann machine ​ที่​ถูกจำ​กัด

​ผล​ของ​การตัด​สาย​ชุด​นั้น​เปลี่ยน​ทุกอย่าง ​เพราะ​พอ​ไม่​มี​ใคร​ใน​ชั้นเดียว​กัน​รอ​กัน​อยู่ ​หน่วย​ทั้ง​ชั้น​ก็​คำนวณ​พร้อมกัน​ได้​ในที​เดียว ​จาก​การรอ​ให้​ระบบ​นิ่ง ​กลายเป็น​การคำนวณ​สอง​รอบ ​ขึ้น​แล้ว​ลง

Hinton ​เขียน​วิธี​สอน​มัน​ใน​ปี 2002 ​ชื่อ contrastive divergence ​และ​ความคิด​ของ​มัน​หน้าด้าน​อย่าง​น่าชื่นชม — ​ทฤษฎี​บอก​ว่า​ต้อง​ปล่อย​ให้​ระบบ​เขย่า​จน​เข้าที่​ก่อน​วัด ​เขา​ถาม​ว่า​ถ้า​ไม่​รอ​ล่ะ ​ถ้า​เขย่า​แค่​ก้าว​เดียว​แล้ว​วัด​เลย​ล่ะ ​คำตอบ​ทางทฤษฎี​คือ​ค่าที่​ได้​จะ​ไม่​ถูกต้อง ​คำตอบ​ทาง​ปฏิบัติ​คือ​มัน​ผิด​ใน​ทิศทาง​ที่​ไม่​ทำลาย​อะไร ​และ​มัน​เร็ว​ขึ้น​หลาย​ร้อย​เท่า

​ปี 2006 ​คือ​ปี​ที่​บันได​นี้​ถูก​ใช้

Hinton ​กับ Simon Osindero ​และ Yee Whye Teh ​ตีพิมพ์​วิธี​ที่​เรียก​ว่า greedy layer-wise pretraining ​ความคิด​คือ​แทนที่จะ​พยายาม​สอน​เครือข่าย​ลึก ๆ ​ทั้ง​ก้อน​พร้อมกัน — ​ซึ่ง​ตอนนั้น​ยัง​ทำ​ไม่​สำเร็จ ​เพราะ​สัญญาณ​ความผิด​ที่​ส่ง​ย้อนกลับ​จาก​บท​ที่ 4 ​จาง​ลง​จน​แทบ​เป็น​ศูนย์​ก่อน​ถึง​ชั้นล่าง — ​ให้​สอน​ทีละ​ชั้น

​สอน​ชั้นล่าง​สุด​ด้วย RBM ​ตัว​เดียว​จน​มัน​เจอ​รูปแบบ​ง่าย ๆ ​ใน​ข้อมูลดิบ ​แล้ว​แช่แข็ง​ชั้น​นั้น​ไว้ ​เอา​สิ่ง​ที่​ชั้นล่าง​เห็น​เป็น​ข้อมูลเข้า​ของ​ชั้น​ถัดไป ​สอน​ชั้น​นั้น​ด้วย RBM ​อีก​ตัว ​ทำ​อย่างนี้​ขึ้นไป​ทีละ​ชั้น ​แต่ละ​ชั้นเรียน​ของ​ที่​เป็น​นามธรรม​ขึ้น​กว่า​ชั้น​ใต้​มัน ​เสร็จ​แล้ว​ค่อย​เอา backpropagation ​มา​จูน​ทั้ง​ก้อน​อีกที

​ที่​มัน​ได้ผล​เพราะ​การสอน​แบบนี้​ไม่​ได้​เริ่ม​จาก​น้ำหนัก​มั่ว ๆ ​มัน​เริ่ม​จาก​น้ำหนัก​ที่​ผ่าน​การจัดระเบียบ​ตาม​โครงสร้าง​ของ​ข้อมูล​มา​แล้ว ​ลูกบอล​ไม่​ได้​ถูก​ปล่อย​ลงมา​จาก​ที่ไหน​ก็​ไม่​รู้ ​มัน​ถูก​วาง​ไว้​ใกล้​หุบ​ที่​ถูก​ตั้งแต่แรก

​ปี​เดียวกัน​นั้น Hinton ​กับ Ruslan Salakhutdinov ​ตีพิมพ์​ใน Science ​แสดงว่า​เครือข่าย​ลึก​ที่​สอน​วิธี​นี้​บีบ​ข้อมูล​ได้ดี​กว่า​วิธี​มาตรฐาน​ที่​ใช้​กัน​มา​สามสิบ​ปี

​นั่น​คือ​ช่วง​ที่​คำ​ว่า deep learning ​เริ่ม​มี​น้ำหนัก ​และ​คณะกรรมการ​โนเบล​อ้าง​ถึง​งานปี 2006 ​ชุด​นี้​โดยตรง​ใน​คำประกาศ​รางวัล​ปี 2024

​ทีนี้​ส่วน​ที่​ต้อง​เล่า​ให้​ครบ

​ประมาณ​ปี 2010 ​ถึง 2012 ​มี​ของ​สาม​อย่าง​มา​พร้อมกัน

​อย่าง​แรก ​มี​คน​พบ​ว่า​ถ้า​เลือก​วิธี​ตั้ง​น้ำหนัก​เริ่มต้น​ให้​ถูก​ขนาด ​สัญญาณ​ความผิด​จะ​เดินทาง​ลง​ไป​ถึง​ชั้นล่าง​ได้​โดย​ไม่​จางหาย​ไป​ก่อน

​อย่าง​ที่สอง ​มี​การเปลี่ยน​ฟังก์ชัน​ที่​นิว​รอน​ใช้​ตัดสิน​ว่า​จะ​ติด​หรือ​ดับ ​จาก​เส้นโค้ง​รูป​ตัว S ​มา​เป็น​เส้น​หักมุม​ง่าย ๆ ​ที่​เรียก​ว่า ReLU ​ซึ่ง​ไม่​ทำให้​สัญญาณ​จาง​ลงเวลา​เดิน​ย้อนกลับ

​อย่าง​ที่สาม GPU ​ราคา​ผู้บริโภค​แรง​พอที่จะ​สอน​เครือข่าย​ใหญ่ ๆ ​ได้​ใน​เวลา​ไม่​กี่​วัน

​ปี 2012 AlexNet ​ชนะ​การแข่งขัน ImageNet ​ด้วย​ความผิดพลาด​ที่ต่ำ​กว่า​อันดับ​สอง​อย่าง​มาก ​มัน​ถูก​สอน​บน​การ์ด​จอ​สำหรับ​เล่น​เกม​สอง​ใบ

​และ​มัน​ไม่​ได้​ใช้ RBM pretraining ​เลย

​ข้อสรุป​ที่​วงการ​ลงตัว​ใน​ช่วงหลัง​จากนั้น​คือ ​การเตรียม​น้ำหนัก​แบบ​ไม่​มี​เฉลย​ไม่​ใช่​สิ่งจำเป็น​สำหรับ​การสอน​เครือข่าย​ลึก ​มัน​ช่วย​ได้​จริง​ใน​ยุค​ที่​ยัง​ไม่​มี​ของ​สาม​อย่าง​ข้างบน ​และ​เมื่อ​ของ​สาม​อย่างนั้น​มา​ครบ ​การสอน​แบบ​มี​เฉลย​ตรง ๆ ​ทำได้​ดีกว่า

​ตรงนี้​ขอ​ชี้​ให้​ชัด ​เพราะ​มัน​คือ​สิ่ง​ที่​คน​เล่า​ผิด​บ่อย​ที่สุด​เกี่ยวกับ RBM

RBM ​ไม่​ได้​แพ้ ​มัน​ชนะ​จน​ตัวเอง​ไม่​จำเป็น

​งาน​ของ​มัน​คือ​พา​เครือข่าย​ลึก​ข้าม​ช่วง​ที่​ยัง​ไม่​มี​ใคร​สอน​มัน​ได้ ​มัน​ทำงาน​นั้น​สำเร็จ ​คน​จึง​กล้า​ลงทุน​กับ​เครือข่าย​ลึก​ต่อ ​แล้ว​ของ​ที่​ดีกว่า​ก็​ถูก​สร้าง​ขึ้น​มา​ใน​ช่วง​ที่​ได้เวลา​นั้น​มา ​บันได​ถูก​ถอด​ออก​เพราะ​ตึก​ยืน​ได้​แล้ว ​ไม่​ใช่​เพราะ​บันได​หัก

​นี่​คือ​รูปแบบ​ที่จะ​เจอ​อีกครั้ง​ใน​บท​ที่ 11 ​และ​เป็น​เหตุผล​ที่​คำถาม​ว่า "​ของเก่า​จะ​กลับมา​ไหม" ​มัก​ถูก​ถาม​ผิด​ข้อ ​ของ​ที่​หาย​ไป​เพราะ​พ่ายแพ้​อาจ​กลับมา​ได้​ถ้า​เงื่อนไข​เปลี่ยน ​ส่วน​ของ​ที่​หาย​ไป​เพราะ​ทำงาน​เสร็จ ​จะ​กลับมา​ก็ต่อเมื่อ​มี​งาน​ใหม่​ที่​หน้าตา​เหมือน​งาน​เดิม

​และ​หุบเขา​กับ​ลูกบอล​ก็​ยัง​ไม่​ได้​หาย​ไป​ไหน​เลย ​มัน​กำลังจะ​กลับมา​ใน​บท​ที่ 10 ​ใน​รูป​ที่​ไม่​มี​ใคร​คาดคิด

​ลอง​เอง: ​เปิด​แอ​ปรูป​ภาพ​ใน​มือถือ ​แล้ว​ดู​ว่า​มัน​จัดกลุ่ม​หน้า​คน​ให้​คุณ​เอง — ​ไม่​มี​ใคร​สอน​เครื่อง​ว่า​ใบหน้า​คน​นี้​ชื่อ​อะไร​ก่อนที่​มัน​จะ​รวม​รูป​เป็นกอง ​มัน​รวม​เพราะ​รูป​พวก​นั้น​เหมือนกัน​ใน​แบบ​ที่​มัน​หา​เจอ​เอง ​แล้ว​รอ​ให้​คุณ​มา​ติด​ชื่อ​ทีหลัง ​นั่น​คือ​รูป​เดียวกัน​กับ​ที่ hidden units ​ทำ​ใน​บท​ที่แล้ว ​ต่างกัน​ที่​เครื่องมือ​ข้างใน ​ไม่​ใช่​ที่​ความคิด

​บท​นี้​จะ​ผิด​เมื่อ: ​พบ​ว่า AlexNet ​ปี 2012 ​ใช้การ​เตรียม​น้ำหนัก​แบบ​ไม่​มี​เฉลย ​หรือ​พบ​ผล​การทดลอง​ยืนยัน​ว่าการ​เตรียม​น้ำหนัก​ด้วย RBM ​ยัง​ให้ผล​ดีกว่า​การสอน​แบบ​มี​เฉลย​ตรง ๆ ​อย่าง​สม่ำเสมอ​ในเครือ​ข่าย​ขนาดใหญ่​ยุคปัจจุบัน

บทถัดไป · 10 / 1409 When We Stopped Saving
Size
Page
Font

Copy The Right Layer

❦
1ลอกให้ถูกชั้น201 The Burr302 The Flappers403 A Neuron On Paper504 Whose Fault605 Compasses In Iron706 Memory Is A Valley807 Shake The Table908 The Scaffold1009 When We Stopped Saving1110 Deep And Narrow1211 The Wall Moved1312 Iron That Thinks1413 Sources