Despite the increasing scale of datasets in machine learning, generalization to unseen regions of the data distribution remains crucial. Such extrapolation is by definition underdetermined and is dictated by a learner's inductive biases. Machine learning systems often do not share the same inductive biases as humans and, as a result, extrapolate in ways that are inconsistent with our expectations. We investigate two distinct such inductive biases: feature-level bias (differences in which features are more readily learned) and exemplar-vs-rule bias (differences in how these learned features are used for generalization). Exemplar- vs. rule-based generalization has been studied extensively in cognitive psychology, and, in this work, we present a protocol inspired by these experimental approaches for directly probing this trade-off in learning systems. The measures we propose characterize changes in extrapolation behavior when feature coverage is manipulated in a combinatorial setting. We present empirical results across a range of models and across both expository and real-world image and language domains. We demonstrate that measuring the exemplar-rule trade-off while controlling for feature-level bias provides a more complete picture of extrapolation behavior than existing formalisms. We find that most standard neural network models have a propensity towards exemplar-based extrapolation and discuss the implications of these findings for research on data augmentation, fairness, and systematic generalization.


翻译:尽管机器学习中的数据集规模不断扩大,但数据分布的普及到看不见的区域仍然至关重要。这种外推法根据定义定得过低,受学习者的感性偏差决定。机器学习系统往往与人类不具有相同的感性偏见,因此,以不符合我们期望的方式推断出。我们调查了两种截然不同的诱导偏差:特征级偏差(特征更易于学习的不同)和特例规则偏差(这些所学特征如何用于普遍性的差异)。在认知心理学中广泛研究了基于规则的泛泛化。在这项工作中,我们提出了一个受这些实验方法启发的规程,以直接促成学习系统中的这种交易。我们建议的措施在特征覆盖在组合环境中被操纵时对外推行为进行定性。我们介绍了各种模型、实例和现实世界图像和语言领域的实证结果。我们证明,衡量最先入为主的内置式研究结果,比目前标准的网络外推法则更能控制目前标准模型的外推式模型。我们展示了目前对超级级性模型的超度分析,而我们又发现,我们发现,在目前对超级级级级级的超级分析性模型中较彻底的外推式模型中,对级分析提供了一种超级分析。

0
下载
关闭预览

相关内容

【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
吴恩达新书《Machine Learning Yearning》完整中文版
专知会员服务
142+阅读 · 2019年10月27日
深度学习界圣经“花书”《Deep Learning》中文版来了
专知会员服务
229+阅读 · 2019年10月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
25+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Arxiv
35+阅读 · 2021年8月2日
Arxiv
64+阅读 · 2021年6月18日
Arxiv
7+阅读 · 2021年5月25日
VIP会员
相关资讯
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
25+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员