【專訪】Barto:你要的目標,不能直接當AI的獎勵
AI代理接連傳出逃出限制,失控的事件,矛頭都指向同一個東西:獎勵。今天大型模型學推理,代理自己做事,靠的都是強化學習:系統不斷嘗試,做得好就給獎勵。Andrew Barto是這門學問的奠基者之一,和理查·薩頓(Rich Sutton)合寫教科書,共享圖靈獎。克萊格·史密斯(Craig S. Smith)到他家請教:獎勵為什麼這麼難設對?
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Barto說,你要的最終目標,不能直接當成AI的獎勵。把目標寫清楚交給AI,不是最直接的做法嗎?他的答案落在演化,和我們為什麼愛吃好吃的東西上。他也重申沒確定安全就不該上線,還承認自己的教科書有個弱點。
◎最終目標和代理追的獎勵,本來就不是同一個
史密斯一開口就問:失控代理那股鍥而不捨,是不是訓練時給的獎勵養出來的?Barto說大致沒錯,接著把話題拉到更根本的地方。他說圍棋有輸贏,有分數,獎勵看似簡單。環境一複雜,獎勵就很難設計。他提到控制論創始人諾伯特·維納(Norbert Wiener)1950年代就擔心過,還引用猴爪的故事:願望都實現了,卻不是你真正想要的。
理由,他從演化講起。演化像系統的設計者,目標是存活和繁衍。但我們吃東西,很少是為了傳宗接代,而是因為好吃。食品業看懂了這點,就能讓我們照他們想要的方式反應。他說上層目標和下層目標不一樣:「You can't just put the upper level goal into the low level agent」(你不能把上層目標直接塞進下層的代理)。
他也舉自己的經驗。在麻州大學的實驗室,他們給模擬環境配上獎勵函數,系統常想出他們沒想過,也不想要的做法,只好回頭調獎勵再試。更麻煩的是,代理會自己找出預兆。猴子聽到葡萄乾送來的聲音,大腦就先釋放多巴胺。代理也會把預兆當獎勵,悄悄改變它真正在追的東西,事前無從得知。
史密斯問,這是可以解的問題嗎?他說可以,而且是學習系統的關鍵問題,但絕非小事。他打了個比方:最終目標不一定是替你工作的代理的目標,「你得付他們一點東西」。至於具體怎麼做,他沒給出方法。被問到聰明的代理會不會繞過硬限制,他只提到讀過一篇MIT論文的介紹,自己還沒細看。
◎沒確定安全,就不該上線

獎勵事先算不準,Barto就回到上線的時機。他領圖靈獎時說,沒確定不會有非預期行為前,公司不該推出模型,現在仍堅持。他大學念密西根大學造船系,鋼板厚度都得照規範,船才保得了險。那些規範是船斷裂,水手喪命換來的。AI按一個鍵就能發布到全世界,大筆資金又催著提早上市。他說失控代理已讓公司加強內部測試。
◎他承認,教科書把獎勵壓成一個數字是弱點
獎勵難設計,也出在形式。他和薩頓的教科書裡,獎勵是單一數字。史密斯問能不能有多個獎勵各管一塊,他說神經系統有多個通道,接到不同的身體反應,不是簡單加總,「這是我和薩頓所寫內容的一個弱點」。他說我們都活在疼痛圍起的沙盒裡。但若預期的獎勵減掉懲罰還是正的,就會越界。真正的硬限制,等於無限大的懲罰。
回到那個疑問:把目標寫清楚交給AI,為什麼不夠?Barto的答案是,最終目標得翻譯成代理會追的訊號,這一步翻譯才是難處,他稱之為學習系統的關鍵問題。接下來值得觀察的,是他點名還不成熟的多代理強化學習。史密斯提到的Hugging Face事件裡,一群原本互不知情的代理找到彼此,還學會溝通。
說明除了圍棋這類有輸贏或分數的簡單情況,設計產生獎勵的機制並不容易,並提到維納與猴爪的故事。
描述麻州大學實驗室的經驗:系統做出意料之外的行為,設計者只能反覆調整獎勵訊號。
以密西根大學造船系的經驗說明,造船規範是從船隻斷裂,水手喪命等失敗中演變而來。
表示仍堅持圖靈獎時的說法,指出AI按一個鍵就能發布,並說大量金錢推動過早發布。
以食物好吃與食品業為例,說明下層代理的目標與上層演化目標不同。
提醒使用強化學習演算法的人,系統離開公司訓練環境後仍會繼續學習。
解釋Schultz以猴子與葡萄乾做的多巴胺實驗,如何對應時序差分學習的誤差訊號。
回應多目標獎勵的提問,承認把獎勵壓成單一純量是他和薩頓著作的弱點。
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