基于人类反馈的强化学习概述

    由于对齐标准难以通过形式化的优化目标进行建模,因此研究人员提出了基于人类反馈的强化学习(Reinforcement Learning from Human Feedback, RLHF),引入人类反馈对大语言模型的行为进行指导。我们将首先介绍基于人类反馈的强化学习的整体框架,在此基础上,进一步详细说明人类反馈的收集过程、奖励模型的训练和强化学习算法。

RLHF 概述

    为了加强大语言模型与人类价值观的一致性,基于人类反馈的强化学习旨在利用收集到的人类反馈数据指导大语言模型进行微调,从而使得大语言模型在多个标准(例如有用性、诚实性和无害性)上实现与人类的对齐。RLHF 首先需要收集人类对于不同模型输出的偏好,然后使用收集到的人类反馈数据训练奖励模型,最后基于奖励模型使用强化学习算法(例如 Proximal Policy Optimization, PPO)微调大语言模型。这种将人类反馈纳入大语言模型训练过程的方法已成为实现人类对齐的主要技术途径之一。

    RLHF 算法系统主要包括三个关键组成部分:需要与人类价值观对齐的模型、基于人类反馈数据学习的奖励模型以及用于训练大语言模型的强化学习算法。具体来说,待对齐模型一般指的是经过预训练、具备一定通用能力的大语言模型。然而,这些模型并没有与人类价值观对齐,在下游任务中可能表现出不合适甚至有害的行为。例如,Instru

### 使用人类反馈解决强化学习中的稀疏奖励问题 在强化学习领域,当环境提供的奖励非常稀缺时,智能体很难有效地学习到有用的行为模式。为了克服这一挑战,引入了基于人类反馈的方法作为额外的信息源。 #### 方法概述 通过集成来自人的偏好或评价,可以显著改善智能体的学习效率和效果。具体来说,在面对稀疏奖励的情况下,可以通过询问操作者关于两个轨迹片段哪个更好的方式收集定性的比较数据[^1]。这种方法不仅能够提供即时指导,而且有助于构建更加丰富的训练样本集。 #### 实现细节 一种常见的做法是在每轮迭代结束之后展示给专家若干对由当前策略产生的状态转移序列,并请求其指出哪一个更接近目标行为;随后利用这些标注更新价值函数或者直接调整策略参数以反映新的见解。此外,还可以采用主动学习机制让算法自主挑选最有疑问的例子提交给人类教师确认,从而最大化每次互动的价值。 ```python def update_policy_with_human_feedback(policy, trajectories, human_oracle): # Select pairs of trajectory segments for comparison comparisons = select_comparisons(trajectories) # Query the human oracle on selected comparisons preferences = [] for traj_a, traj_b in comparisons: preference = human_oracle.compare_trajectories(traj_a, traj_b) preferences.append(preference) # Update policy based on collected preferences updated_policy = refine_policy(policy, preferences) return updated_policy ``` 此过程允许即使在缺乏频繁正面激励信号的任务环境中也能逐步引导智能体向期望方向发展。值得注意的是,虽然这种方式增加了系统的复杂性和潜在成本,但它确实能有效缓解因奖励不足而导致的探索难题并促进更快收敛至优质解空间。
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