我们表明，LSTM和统一进化的复发神经网络（URN）都可以在两种类型的句法模式上实现令人鼓舞的准确性：无上下文的长距离一致性和轻微的上下文敏感的交叉序列依赖性。这项工作扩展了有关深层无上下文的长距离依赖性的最新实验，结果相似。URN与LSTM的不同之处在于它们避免了非线性激活函数，并且它们将矩阵乘法应用于编码为单位矩阵的单词嵌入。这使他们可以将所有信息保留在任意距离上的输入字符串中。这也使他们满足严格的组成性。在应用于NLP的深度学习中寻找可解释的模型时，URN构成了重大进步。

在本文中，我们试图通过引入深度学习模型的句法归纳偏见来建立两所学校之间的联系。我们提出了两个归纳偏见的家族，一个家庭用于选区结构，另一个用于依赖性结构。选区归纳偏见鼓励深度学习模型使用不同的单位（或神经元）分别处理长期和短期信息。这种分离为深度学习模型提供了一种方法，可以从顺序输入中构建潜在的层次表示形式，即更高级别的表示由高级表示形式组成，并且可以分解为一系列低级表示。例如，在不了解地面实际结构的情况下，我们提出的模型学会通过根据其句法结构组成变量和运算符的表示来处理逻辑表达。另一方面，依赖归纳偏置鼓励模型在输入序列中找到实体之间的潜在关系。对于自然语言，潜在关系通常被建模为一个定向依赖图，其中一个单词恰好具有一个父节点和零或几个孩子的节点。将此约束应用于类似变压器的模型之后，我们发现该模型能够诱导接近人类专家注释的有向图，并且在不同任务上也优于标准变压器模型。我们认为，这些实验结果为深度学习模型的未来发展展示了一个有趣的选择。

基于变压器的语言模型最近在许多自然语言任务中取得了显着的结果。但是，通常通过利用大量培训数据来实现排行榜的性能，并且很少通过将明确的语言知识编码为神经模型。这使许多人质疑语言学对现代自然语言处理的相关性。在本文中，我介绍了几个案例研究，以说明理论语言学和神经语言模型仍然相互关联。首先，语言模型通过提供一个客观的工具来测量语义距离，这对语言学家很有用，语义距离很难使用传统方法。另一方面，语言理论通过提供框架和数据源来探究我们的语言模型，以了解语言理解的特定方面，从而有助于语言建模研究。本论文贡献了三项研究，探讨了语言模型中语法 - 听觉界面的不同方面。在论文的第一部分中，我将语言模型应用于单词类灵活性的问题。我将Mbert作为语义距离测量的来源，我提供了有利于将单词类灵活性分析为方向过程的证据。在论文的第二部分中，我提出了一种方法来测量语言模型中间层的惊奇方法。我的实验表明，包含形态句法异常的句子触发了语言模型早期的惊喜，而不是语义和常识异常。最后，在论文的第三部分中，我适应了一些心理语言学研究，以表明语言模型包含了论证结构结构的知识。总而言之，我的论文在自然语言处理，语言理论和心理语言学之间建立了新的联系，以为语言模型的解释提供新的观点。

自然语言处理（NLP）已成为当前人工智能繁荣中的主要应用领域之一。转移学习已经启用了大量深入学习的神经网络，接受了语言建模任务，以大大提高了所有语言任务的性能。有趣的是，当模型培训使用包含软件代码的数据培训时，它们在从自然语言规范中生成功能计算机代码时展示了显着的能力。我们认为这是一种难题，用于神经模型为生成词组结构语法提供了一种替代理论，以说明语言有效。由于编程语言的语法由短语结构语法决定，因此成功的神经模型显然是对编程语言的理论基础的理论基础，以及通过扩展，自然语言来实现。我们认为语言模型的术语模型是误导性的，因为深度学习模型不是语言的理论模型，并提出采用语料库模型，这更好地反映了模型的成因和内容。

十年自2010年以来，人工智能成功一直处于计算机科学和技术的最前沿，传染媒介空间模型已经巩固了人工智能最前沿的位置。与此同时，量子计算机已经变得更加强大，主要进步的公告经常在新闻中。这些区域的基础的数学技术比有时意识到更多的共同之处。传染媒介空间在20世纪30年代的量子力学的公理心脏上采取了位置，这一采用是从矢量空间的线性几何形状推导逻辑和概率的关键动机。粒子之间的量子相互作用是使用张量产品进行建模的，其也用于表达人工神经网络中的物体和操作。本文介绍了这些常见的数学区域中的一些，包括如何在人工智能（AI）中使用的示例，特别是在自动推理和自然语言处理（NLP）中。讨论的技术包括矢量空间，标量产品，子空间和含义，正交投影和否定，双向矩阵，密度矩阵，正算子和张量产品。应用领域包括信息检索，分类和含义，建模字传感和歧义，知识库的推断和语义构成。其中一些方法可能会在量子硬件上实现。该实施中的许多实际步骤都处于早期阶段，其中一些已经实现了。解释一些常见的数学工具可以帮助AI和量子计算中的研究人员进一步利用这些重叠，识别和沿途探索新方向。

The rapid advancement of AI technology has made text generation tools like GPT-3 and ChatGPT increasingly accessible, scalable, and effective. This can pose serious threat to the credibility of various forms of media if these technologies are used for plagiarism, including scientific literature and news sources. Despite the development of automated methods for paraphrase identification, detecting this type of plagiarism remains a challenge due to the disparate nature of the datasets on which these methods are trained. In this study, we review traditional and current approaches to paraphrase identification and propose a refined typology of paraphrases. We also investigate how this typology is represented in popular datasets and how under-representation of certain types of paraphrases impacts detection capabilities. Finally, we outline new directions for future research and datasets in the pursuit of more effective paraphrase detection using AI.

将已知的原始概念重组为更大的新型组合是一种典型的人类认知能力。NLP中的大型神经模型是否在从数据中学习时获得此能力是一个悬而未决的问题。在本文中，我们从形式语言的角度看一下这个问题。我们使用确定性有限状态传感器来制作具有控制组合性的可控属性的无限数量数据集。通过对许多传感器进行随机采样，我们探讨了它们的哪些属性（状态数，字母大小，过渡次数等）有助于通过神经网络的组成关系可学习。通常，我们发现模型要么完全学习关系。关键是过渡覆盖范围，以每个过渡为400个示例设置软可学习性限制。

We present a differentiable stack data structure that simultaneously and tractably encodes an exponential number of stack configurations, based on Lang's algorithm for simulating nondeterministic pushdown automata. We call the combination of this data structure with a recurrent neural network (RNN) controller a Nondeterministic Stack RNN. We compare our model against existing stack RNNs on various formal languages, demonstrating that our model converges more reliably to algorithmic behavior on deterministic tasks, and achieves lower cross-entropy on inherently nondeterministic tasks.

Learning hierarchical structures in sequential data -- from simple algorithmic patterns to natural language -- in a reliable, generalizable way remains a challenging problem for neural language models. Past work has shown that recurrent neural networks (RNNs) struggle to generalize on held-out algorithmic or syntactic patterns without supervision or some inductive bias. To remedy this, many papers have explored augmenting RNNs with various differentiable stacks, by analogy with finite automata and pushdown automata (PDAs). In this paper, we improve the performance of our recently proposed Nondeterministic Stack RNN (NS-RNN), which uses a differentiable data structure that simulates a nondeterministic PDA, with two important changes. First, the model now assigns unnormalized positive weights instead of probabilities to stack actions, and we provide an analysis of why this improves training. Second, the model can directly observe the state of the underlying PDA. Our model achieves lower cross-entropy than all previous stack RNNs on five context-free language modeling tasks (within 0.05 nats of the information-theoretic lower bound), including a task on which the NS-RNN previously failed to outperform a deterministic stack RNN baseline. Finally, we propose a restricted version of the NS-RNN that incrementally processes infinitely long sequences, and we present language modeling results on the Penn Treebank.

We explore relations between the hyper-parameters of a recurrent neural network (RNN) and the complexity of string sequences it is able to memorize. We compare long short-term memory (LSTM) networks and gated recurrent units (GRUs). We find that an increase of RNN depth does not necessarily result in better memorization capability when the training time is constrained. Our results also indicate that the learning rate and the number of units per layer are among the most important hyper-parameters to be tuned. Generally, GRUs outperform LSTM networks on low complexity sequences while on high complexity sequences LSTMs perform better.

当前的语言模型可以产生高质量的文本。他们只是复制他们之前看到的文本，或者他们学习了普遍的语言抽象吗？要取笑这些可能性，我们介绍了乌鸦，这是一套评估生成文本的新颖性，专注于顺序结构（n-gram）和句法结构。我们将这些分析应用于四种神经语言模型（LSTM，变压器，变换器-XL和GPT-2）。对于本地结构 - 例如，单个依赖性 - 模型生成的文本比来自每个模型的测试集的人类生成文本的基线显着不那么新颖。对于大规模结构 - 例如，总句结构 - 模型生成的文本与人生成的基线一样新颖甚至更新颖，但模型仍然有时复制，在某些情况下，在训练集中重复超过1000字超过1,000字的通道。我们还表现了广泛的手动分析，表明GPT-2的新文本通常在形态学和语法中形成良好，但具有合理的语义问题（例如，是自相矛盾）。

The long-distance agreement, evidence for syntactic structure, is increasingly used to assess the syntactic generalization of Neural Language Models. Much work has shown that transformers are capable of high accuracy in varied agreement tasks, but the mechanisms by which the models accomplish this behavior are still not well understood. To better understand transformers' internal working, this work contrasts how they handle two superficially similar but theoretically distinct agreement phenomena: subject-verb and object-past participle agreement in French. Using probing and counterfactual analysis methods, our experiments show that i) the agreement task suffers from several confounders which partially question the conclusions drawn so far and ii) transformers handle subject-verb and object-past participle agreements in a way that is consistent with their modeling in theoretical linguistics.

我用Hunglish2语料库训练神经电脑翻译任务的模型。这项工作的主要贡献在培训NMT模型期间评估不同的数据增强方法。我提出了5种不同的增强方法，这些方法是结构感知的，这意味着而不是随机选择用于消隐或替换的单词，句子的依赖树用作增强的基础。我首先关于神经网络的详细文献综述，顺序建模，神经机翻译，依赖解析和数据增强。经过详细的探索性数据分析和Hunglish2语料库的预处理之后，我使用所提出的数据增强技术进行实验。匈牙利语的最佳型号达到了33.9的BLEU得分，而英国匈牙利最好的模型达到了28.6的BLEU得分。

内容的离散和连续表示（例如，语言或图像）具有有趣的属性，以便通过机器的理解或推理此内容来探索或推理。该职位论文提出了我们关于离散和持续陈述的作用及其在深度学习领域的作用的意见。目前的神经网络模型计算连续值数据。信息被压缩成密集，分布式嵌入式。通过Stark对比，人类在他们的语言中使用离散符号。此类符号代表了来自共享上下文信息的含义的世界的压缩版本。此外，人工推理涉及在认知水平处符号操纵，这促进了抽象的推理，知识和理解的构成，泛化和高效学习。通过这些见解的动机，在本文中，我们认为，结合离散和持续的陈述及其处理对于构建展示一般情报形式的系统至关重要。我们建议并讨论了几个途径，可以在包含离散元件来结合两种类型的陈述的优点来改进当前神经网络。

The pre-dominant approach to language modeling to date is based on recurrent neural networks. Their success on this task is often linked to their ability to capture unbounded context. In this paper we develop a finite context approach through stacked convolutions, which can be more efficient since they allow parallelization over sequential tokens. We propose a novel simplified gating mechanism that outperforms Oord et al. (2016b) and investigate the impact of key architectural decisions. The proposed approach achieves state-of-the-art on the WikiText-103 benchmark, even though it features longterm dependencies, as well as competitive results on the Google Billion Words benchmark. Our model reduces the latency to score a sentence by an order of magnitude compared to a recurrent baseline. To our knowledge, this is the first time a non-recurrent approach is competitive with strong recurrent models on these large scale language tasks.

本文通过自然应用程序对网页和元素分类来解决复杂结构数据的高效表示的问题。我们假设网页内部元素周围的上下文对问题的价值很高，目前正在被利用。本文旨在通过考虑到其上下文来解决将Web元素分类为DOM树的子树的问题。为实现这一目标，首先讨论当前在结构上工作的专家知识系统，如树 - LSTM。然后，我们向该模型提出上下文感知扩展。我们表明，在多级Web分类任务中，新模型实现了0.7973的平均F1分数。该模型为各种子树生成更好的表示，并且可以用于应用此类元素分类，钢筋在网上学习中的状态估计等。

我们想要模型的文本单位是什么？从字节到多字表达式，可以在许多粒度下分析和生成文本。直到最近，大多数自然语言处理（NLP）模型通过单词操作，将那些作为离散和原子令牌处理，但从字节对编码（BPE）开始，基于次字的方法在许多领域都变得占主导地位，使得仍然存在小词汇表允许快速推断。是道路字符级模型的结束或字节级处理吗？在这项调查中，我们通过展示和评估基于学习分割的词语和字符以及基于子字的方法的混合方法以及基于学习的分割的杂交方法，连接多行工作。我们得出结论，对于所有应用来说，并且可能永远不会成为所有应用的银子弹奇异解决方案，并且严重思考令牌化对许多应用仍然很重要。

We introduce Transformer Grammars (TGs), a novel class of Transformer language models that combine (i) the expressive power, scalability, and strong performance of Transformers and (ii) recursive syntactic compositions, which here are implemented through a special attention mask and deterministic transformation of the linearized tree. We find that TGs outperform various strong baselines on sentence-level language modeling perplexity, as well as on multiple syntax-sensitive language modeling evaluation metrics. Additionally, we find that the recursive syntactic composition bottleneck which represents each sentence as a single vector harms perplexity on document-level language modeling, providing evidence that a different kind of memory mechanism -- one that is independent of composed syntactic representations -- plays an important role in current successful models of long text.

通过摩尔维亚岛与罗马尼亚语方言识别的机器学习模型的看似高精度水平和对这一主题的越来越多的研究兴趣，我们提供了摩尔维亚的跟进与罗马尼亚语交叉方言主题识别（MRC）的Vartial共享任务2019年评估运动。共享任务包括两个子任务类型：一个组成，其中包括摩尔维亚和罗马尼亚语方言的区分，其中一个由罗马尼亚语两条方言进行主题分类文件。参与者实现了令人印象深刻的分数，例如，摩尔维亚州的顶级型号与罗马尼亚语方言识别获得了0.895的宏F1得分。我们对人类注释者进行了主观评估，显示人类与机器学习（ML）模型相比，人类可以获得更低的精度率。因此，还不清楚为什么参与者提出的方法达到这种高精度率的方法。我们的目标是理解（i）为什么所提出的方法如此良好地工作（通过可视化鉴别特征）和（ii）这些方法可以在多大程度上保持其高精度水平，例如，这些方法可以保持高精度水平。当我们将文本样本缩短到单个句子时或我们在推理时间使用推文时。我们工作的二级目标是使用集合学习提出改进的ML模型。我们的实验表明，ML模型可以准确地识别方言，即使在句子水平和不同的域中（新闻文章与推文）。我们还分析了最佳性能模型的最辨别特征，在这些模型所采取的决策背后提供了一些解释。有趣的是，我们学习我们以前未知的新的辩证模式或我们的人为注册者。此外，我们进行实验，表明可以通过基于堆叠的集合来改善MRC共享任务的机器学习性能。

用于音乐的人工智能（AI）的巨大进展，特别是对于音乐作品和访问大型数据库来通过互联网进行商业化。我们有兴趣进一步推进这一领域，专注于构成。与目前的黑盒AI方法相比，我们正在为生成音乐系统支持可解释的组成前景。特别是，我们正在从分布组成分类（Discocat）建模框架中导入方法，用于自然语言处理（NLP），由音乐语法激励。量子计算是一种新生的技术，它很可能及时影响音乐行业。因此，我们正在开创Quantum自然语言处理（QNLP）方法来开发新一代智能音乐系统。这项工作从Quantum Hardware上的孤立语言模型的先前实验实施中。在Quanthoven，曾经构建的第一概念证明，（a）表明可以编程量子计算机来学习对传送不同含义和（b）的音乐来说明这种能力如何可能会利用开发一个系统来组成有意义的音乐。在讨论当前对音乐的理解作为通信介质及其与自然语言的关系之后，本章侧重于开发的技术（a）编码音乐组合物作为量子电路，（b）设计量子分类器。章节以与系统创建的组合物的演示结束。