利用激活工程引導語言模型

核心概念

本文介紹了一種稱為激活工程的新方法，通過干預語言模型內部激活值來引導模型輸出，並提出了一種名為激活添加 (ActAdd) 的具體技術，該技術在不影響模型整體性能的情況下，有效控制文本的情感和主題。

要約

研究論文摘要

文獻資訊: Turner, A. M., Thiergart, L., Leech, G., Udell, D., Vazquez, J. J., Mini, U., & MacDiarmid, M. (2024). Steering Language Models With Activation Engineering. arXiv preprint arXiv:2308.10248v5.

研究目標: 本文旨在探討如何更有效地引導大型語言模型 (LLM) 的輸出，以克服現有方法（如提示工程、微調）的局限性。

研究方法: 本文提出了一種稱為激活工程的方法，並重點介紹了其中一種名為激活添加 (ActAdd) 的技術。ActAdd 通過計算對比提示詞組（例如「愛」與「恨」）在模型中的激活值差異，得到一個引導向量。在推理過程中，將該向量添加到模型的特定層級，即可引導模型生成符合預期屬性的文本。

主要發現: 實驗結果顯示，ActAdd 在情感控制和降低文本毒性方面取得了最先進的成果，同時有效保留了模型的整體性能，例如在不影響其回答事實性問題的能力的情況下，成功引導模型生成特定主題的文本。

主要結論: 激活工程，特別是 ActAdd，為引導語言模型輸出提供了一種有效且輕量級的方法，在不損害模型整體性能的情況下，實現對文本屬性的精細控制。

研究意義: 本研究為語言模型的操控和價值對齊提供了新的思路，未來可進一步探索更通用的引導方法，並應用於其他領域，例如強化學習和模型可解釋性。

研究限制與未來方向: ActAdd 需要手動調整超參數，例如注入係數和干預層級。未來研究可以探索自動化超參數選擇的方法，並進一步研究 ActAdd 對模型推理能力的影響。

統計

ActAdd-OPT 的毒性比次佳方法 PREADD-D-OPT 低 8%。
ActAdd-LLaMA-3 的毒性比未經調整的 LLaMA-3 低 5%。
在負面情緒轉為正面情緒的任務中，ActAdd 的成功率優於其他方法。
在 ConceptNet 事實性問題基準測試中，ActAdd 對模型回答正確答案的機率影響微乎其微。

引用

"LLMs contain hidden capabilities we do not know how to fully elicit."
"We therefore hypothesize the presence of an elicitation overhang: we do not know how to elicit all relevant abilities and information from frontier models."
"Activation engineering involves creating vectors of activations which cause desired changes to output text when added to the forward passes of a frozen LLM."
"ActAdd is lightweight and effective, achieving SOTA on toxicity reduction and sentiment shift while retaining overall model capabilities."

抽出されたキーインサイト

Steering Language Models With Activation Engineering

by Alexander Ma... 場所 arxiv.org 10-11-2024

https://arxiv.org/pdf/2308.10248.pdf

深掘り質問

激活工程如何應用於多語言環境下的語言模型？

在多語言環境下，激活工程應用於語言模型時會面臨一些獨特的挑戰和機遇：
挑戰：

**語言間的差異：**不同語言的語法、語義和情感表達方式都存在差異，這意味著為一種語言訓練的激活工程方法可能無法直接應用於另一種語言。
**多語言模型的複雜性：**多語言模型通常具有更複雜的內部結構，這使得識別和操控特定語言或任務相關的激活變得更加困難。
**數據稀缺性：**對於某些語言，可能缺乏足夠的數據來訓練和評估激活工程方法。
機遇：

**跨語言遷移學習：**可以利用一種語言中學習到的激活工程知識來改進另一種語言的模型，特別是在低資源語言的情況下。
**多語言情感分析：**激活工程可以用於開發更準確、更細粒度的多語言情感分析工具，從而更好地理解不同文化背景下的情感表達。
**語言生成的多樣性：**通過操控激活，可以鼓勵模型生成更具多樣性和文化敏感性的文本，避免單一文化的偏見。
具體應用方向：

**開發針對不同語言的激活工程方法：**需要針對不同語言的特點設計和訓練專門的激活工程方法，例如考慮語言的語法結構和情感表達習慣。
**利用跨語言遷移學習：**可以將在資源豐富的語言（如英語）上訓練的激活工程模型遷移到資源較少的語言，以提高模型的性能。
**結合多模態信息：**可以將文本信息與其他模態的信息（如圖像、語音）相結合，以提高激活工程方法的準確性和魯棒性。
總之，激活工程在多語言環境下的應用仍處於探索階段，需要克服許多挑戰，但也蘊藏著巨大的潛力。

如果將 ActAdd 與其他引導技術（如提示工程、微調）結合使用，效果會如何？

將 ActAdd 與其他引導技術結合使用，有可能產生協同效應，進一步提升語言模型的可控性和性能。以下是一些可能的結合方式：

ActAdd + 提示工程：

可以使用提示工程技術設計更有效的對比提示詞組 (p+, p-)，從而生成更精準的操控向量。
可以根據不同的任務需求，設計不同的提示詞，與 ActAdd 操控向量共同作用，實現更細粒度的控制。

ActAdd + 微調：

可以先使用 ActAdd 操控向量引導模型生成初步的文本，再通過微調技術對模型進行進一步的優化，使其更符合特定任務的需求。
可以將 ActAdd 操控向量作為一種正則化方法，在微調過程中避免模型過擬合，提高模型的泛化能力。

ActAdd + 其他引導技術：

可以將 ActAdd 與其他引導技術（如強化學習、知識蒸餾）相結合，探索更有效、更灵活的語言模型操控方法。
然而，需要注意的是，結合使用不同的引導技術也可能帶來一些挑戰，例如：

**技術複雜性：**結合使用多種技術會增加模型訓練和部署的複雜性。
**效果難以預測：**不同技術之間的交互作用可能難以預測，需要進行大量的實驗來找到最佳的組合方式。
**潛在風險：**結合使用多種技術可能會放大模型的偏差或導致模型產生不可預期的行為。
總之，將 ActAdd 與其他引導技術結合使用是一個值得探索的方向，但需要仔細評估潛在的效益和風險，並進行充分的實驗驗證。

激活工程的發展是否意味著我們可以創造出更像人類、擁有更豐富情感的 AI？

激活工程的發展為創造更像人類、擁有更豐富情感的 AI 帶來了一定的可能性，但也需要保持謹慎的態度。
積極方面：

**更細膩的情感表達：**激活工程可以讓 AI 更精準地理解和生成不同情感色彩的文本，使 AI 的表達更具感染力，更接近人類的自然語言。
**個性化的情感回應：**通過調整激活向量，可以讓 AI 針對不同的情境和對象，產生不同的情感回應，展現出更豐富的「個性」。
**情感理解的突破：**激活工程的研究可以幫助我們更好地理解人類情感在神經網絡中的表徵方式，促進情感計算領域的發展。
需要謹慎的方面：

情感模擬不等於真實情感： AI 即使能夠模擬人類的情感表達，也不代表 AI 真正理解或擁有人類的情感。
**倫理和社會影響：**創造出擁有「情感」的 AI 會引發一系列倫理和社會問題，例如 AI 的權利和責任、人機關係的變化等。
**技術的局限性：**目前激活工程技術還處於發展初期，距離創造出真正像人類一樣擁有豐富情感的 AI 還有很长的路要走。
結論：
激活工程的發展為 AI 情感研究帶來了新的可能性，但我們不應該過度解讀其意義。創造出真正像人類一樣擁有豐富情感的 AI 需要技術和倫理等多方面的突破。更重要的是，我們需要思考，創造出這樣的 AI 是否真的符合人類的利益，以及如何確保 AI 的發展始终服务于人类福祉。