A canonical algorithm for log-concave sampling is the Langevin Algorithm, aka the Langevin Diffusion run with some discretization stepsize $\eta > 0$. This discretization leads the Langevin Algorithm to have a stationary distribution $\pi_{\eta}$ which differs from the stationary distribution $\pi$ of the Langevin Diffusion, and it is an important challenge to understand whether the well-known properties of $\pi$ extend to $\pi_{\eta}$. In particular, while concentration properties such as isoperimetry and rapidly decaying tails are classically known for $\pi$, the analogous properties for $\pi_{\eta}$ are open questions with direct algorithmic implications. This note provides a first step in this direction by establishing concentration results for $\pi_{\eta}$ that mirror classical results for $\pi$. Specifically, we show that for any nontrivial stepsize $\eta > 0$, $\pi_{\eta}$ is sub-exponential (respectively, sub-Gaussian) when the potential is convex (respectively, strongly convex). Moreover, the concentration bounds we show are essentially tight. Key to our analysis is the use of a rotation-invariant moment generating function (aka Bessel function) to study the stationary dynamics of the Langevin Algorithm. This technique may be of independent interest because it enables directly analyzing the discrete-time stationary distribution $\pi_{\eta}$ without going through the continuous-time stationary distribution $\pi$ as an intermediary.
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计算Wassersein BaryCenters(A.K.A.最佳运输重构)是由于数据科学的许多应用,最近引起了相当大的关注的几何问题。虽然存在任何固定维度的多项式时间算法,但所有已知的运行时间都在维度中呈指数级。这是一个开放的问题,无论是这种指数依赖性是否可改进到多项式依赖性。本文证明,除非P = NP,答案是否定的。这揭示了Wassersein的BaryCenter计算的“维度诅咒”,其不会发生最佳运输计算。此外,我们对计算Wassersein的硬度结果延伸到近似计算,看似简单的问题案例,以及在其他最佳运输指标中平均概率分布。
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由于机器学习,统计和科学的应用,多边缘最佳运输(MOT)引起了极大的兴趣。但是,在大多数应用中,MOT的成功受到缺乏有效算法的严重限制。实际上,MOT一般需要在边际K及其支撑大小n的数量中指数时间n。本文开发了一个关于“结构”在poly(n,k)时间中可溶解的一般理论。我们开发了一个统一的算法框架,用于通过表征不同算法所需的“结构”来解决poly(n,k)时间中的MOT,这是根据双重可行性甲骨文的简单变体所需的。该框架有几个好处。首先,它使我们能够证明当前是最流行的MOT算法的Sinkhorn算法比其他算法要在poly(n,k)时间中求解MOT所需的结构更严格。其次,我们的框架使得为给定的MOT问题开发poly(n,k)时间算法变得更加简单。特别是(大约)解决双重可行性Oracle是必要和足够的 - 这更适合标准算法技术。我们通过为三个通用类成本结构类别的poly(n,k)时间算法开发poly(n,k)时间算法来说明这种易用性:(1)图形结构; (2)设定优化结构; (3)低阶和稀疏结构。对于结构(1),我们恢复了Sindhorn具有poly(n,k)运行时的已知结果;此外,我们为计算精确且稀疏的解决方案提供了第一个poly(n,k)时间算法。对于结构(2) - (3),我们给出了第一个poly(n,k)时间算法,甚至用于近似计算。这三个结构一起涵盖了许多MOT的当前应用。
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Large language models (LLMs) have been shown to be able to perform new tasks based on a few demonstrations or natural language instructions. While these capabilities have led to widespread adoption, most LLMs are developed by resource-rich organizations and are frequently kept from the public. As a step towards democratizing this powerful technology, we present BLOOM, a 176B-parameter open-access language model designed and built thanks to a collaboration of hundreds of researchers. BLOOM is a decoder-only Transformer language model that was trained on the ROOTS corpus, a dataset comprising hundreds of sources in 46 natural and 13 programming languages (59 in total). We find that BLOOM achieves competitive performance on a wide variety of benchmarks, with stronger results after undergoing multitask prompted finetuning. To facilitate future research and applications using LLMs, we publicly release our models and code under the Responsible AI License.
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The crystallization of modeling methods around the Transformer architecture has been a boon for practitioners. Simple, well-motivated architectural variations can transfer across tasks and scale, increasing the impact of modeling research. However, with the emergence of state-of-the-art 100B+ parameters models, large language models are increasingly expensive to accurately design and train. Notably, it can be difficult to evaluate how modeling decisions may impact emergent capabilities, given that these capabilities arise mainly from sheer scale alone. In the process of building BLOOM--the Big Science Large Open-science Open-access Multilingual language model--our goal is to identify an architecture and training setup that makes the best use of our 1,000,000 A100-GPU-hours budget. Specifically, we perform an ablation study at the billion-parameter scale comparing different modeling practices and their impact on zero-shot generalization. In addition, we study the impact of various popular pre-training corpora on zero-shot generalization. We also study the performance of a multilingual model and how it compares to the English-only one. Finally, we consider the scaling behaviour of Transformers to choose the target model size, shape, and training setup. All our models and code are open-sourced at https://huggingface.co/bigscience .
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估计越野环境中的地形横穿性需要关于机器人和这些地形之间复杂相互作用动态的推理。但是,建立准确的物理模型,或创建有益的标签来以有监督的方式学习模型是有挑战性的。我们提出了一种方法,该方法通过将外部感受性的环境信息与本体感受性的地形相互作用反馈相结合,以自我监督的方式将遍历性成本映像结合在一起。此外,我们提出了一种将机器人速度纳入Costmap预测管道中的新型方法。我们在具有挑战性的越野地形上,在多个大型,自动的全地形车辆(ATV)上验证了我们的方法,并在单独的大型地面机器人上易于集成。我们的短尺寸导航结果表明,使用我们学到的Costmaps可以使整体航行更顺畅,并为机器人提供了对机器人与不同地形类型(例如草和砾石)之间相互作用的更细粒度的了解。我们的大规模导航试验表明,与基于占用率的导航基线相比,我们可以将干预措施的数量减少多达57%,这是在挑战400 m至3150 m不等的越野课程中。
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语言模型既展示了定量的改进,又展示了新的定性功能,随着规模的增加。尽管它们具有潜在的变革性影响,但这些新能力的特征却很差。为了为未来的研究提供信息,为破坏性的新模型能力做准备,并改善社会有害的效果,至关重要的是,我们必须了解目前和近乎未来的能力和语言模型的局限性。为了应对这一挑战,我们介绍了超越模仿游戏基准(Big Bench)。 Big Bench目前由204个任务组成,由132家机构的442位作者贡献。任务主题是多样的,从语言学,儿童发展,数学,常识性推理,生物学,物理学,社会偏见,软件开发等等。 Big-Bench专注于被认为超出当前语言模型的功能的任务。我们评估了OpenAI的GPT型号,Google内部密集变压器体系结构和大型基础上的开关稀疏变压器的行为,跨越了数百万到数十亿个参数。此外,一个人类专家评估者团队执行了所有任务,以提供强大的基准。研究结果包括:模型性能和校准都随规模改善,但绝对的术语(以及与评估者的性能相比);在模型类中的性能非常相似,尽管带有稀疏性。逐渐和预测的任务通常涉及大量知识或记忆成分,而在临界规模上表现出“突破性”行为的任务通常涉及多个步骤或组成部分或脆性指标;社交偏见通常会随着含糊不清的环境而随着规模而增加,但这可以通过提示来改善。
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大型语言模型已被证明可以使用少量学习来实现各种自然语言任务的出色表现,这大大减少了将模型调整到特定应用程序所需的特定任务培训示例的数量。为了进一步了解量表对少量学习的影响,我们培训了一个5400亿个参数,密集激活的变压器语言模型,我们称之为“途径”语言模型棕榈。我们使用Pathways在6144 TPU V4芯片上训练了Palm,这是一种新的ML系统,可在多个TPU POD上进行高效的训练。我们通过在数百种语言理解和产生基准的基准方面实现最先进的学习结果来证明扩展的持续好处。在这些任务中,Palm 540B实现了突破性的表现,在一系列多步推理任务上表现出色,超过了最新的最新表现,并且在最近发布的Big Benchmark上表现优于平均人类表现。大量的大型基础任务显示出与模型量表的不连续改进,这意味着当我们扩展到最大模型时,性能急剧增加。 Palm在多语言任务和源代码生成方面也具有很强的功能,我们在各种基准测试中证明了这一点。我们还提供了有关偏见和毒性的全面分析,并研究了训练数据记忆的程度,相对于模型量表。最后,我们讨论与大语言模型有关的道德考虑,并讨论潜在的缓解策略。
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TRISTRUCCUCTIONATIOPIC(TRISO)涂层颗粒燃料是强大的核燃料,并确定其可靠性对于先进的核技术的成功至关重要。然而,Triso失效概率很小,相关的计算模型很昂贵。我们使用耦合的主动学习,多尺度建模和子集模拟来估计使用几个1D和2D模型的Triso燃料的故障概率。通过多尺度建模,我们用来自两个低保真(LF)模型的信息融合,取代了昂贵的高保真(HF)模型评估。对于1D TRISO模型,我们考虑了三种多倍性建模策略:仅克里格,Kriging LF预测加克里格校正,深神经网络(DNN)LF预测加克里格校正。虽然这些多尺度建模策略的结果令人满意地比较了从两个LF模型中使用信息融合的策略,但是通常常常称为HF模型。接下来,对于2D Triso模型,我们考虑了两个多倍性建模策略:DNN LF预测加克里格校正(数据驱动)和1D Triso LF预测加克里格校正(基于物理学)。正如所预期的那样,基于物理的策略一直需要对HF模型的最少的呼叫。然而,由于DNN预测是瞬时的,数据驱动的策略具有较低的整体模拟时间,并且1D Triso模型需要不可忽略的模拟时间。
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超越地球轨道的人类空间勘探将涉及大量距离和持续时间的任务。为了有效减轻无数空间健康危害,数据和空间健康系统的范式转移是实现地球独立性的,而不是Earth-Reliance所必需的。有希望在生物学和健康的人工智能和机器学习领域的发展可以解决这些需求。我们提出了一个适当的自主和智能精密空间健康系统,可以监控,汇总和评估生物医学状态;分析和预测个性化不良健康结果;适应并响应新累积的数据;并提供对其船员医务人员的个人深度空间机组人员和迭代决策支持的预防性,可操作和及时的见解。在这里,我们介绍了美国国家航空航天局组织的研讨会的建议摘要,以便在太空生物学和健康中未来的人工智能应用。在未来十年,生物监测技术,生物标志科学,航天器硬件,智能软件和简化的数据管理必须成熟,并编织成精确的空间健康系统,以使人类在深空中茁壮成长。
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