在挑戰寫語文作文後，AI現在又盯上了高考英語。結果好傢伙，今年高考英語卷（全國甲卷）一上手，就拿了134分。而且不是偶然的超常發揮。在2018-2021年的10套真題測試中，AI的分數都在125分以上，最高紀錄為138.5分，聽力和閱讀理解還拿過滿分。

這就是由CMU學者提出的，高考英語測試AI系統Qin。

它的參數量只有GPT-3的16分之一，平均成績卻比GPT-3高出15分。

其背後的秘訣名叫重構預訓練（reStructured Pre-training），是作者提出的一種新學習範式。

具體來看，就是把維基百科、YouTube等平台的信息重新提取重構，再餵給AI進行訓練，由此讓AI具有更強的泛化能力。

兩位學者用足足100多頁的論文，深入解釋了這一新範式。

那麼，這一範式到底講了什麼？

我們來深扒一下~

什麼是重構預訓練？

論文題目很簡單，就叫reStructured Pre-training（重構預訓練，RST）。

核心觀點凝練來說就是一句話，要重視數據啊！

作者認為，這個世界上有價值的信息無處不在，而目前的AI系統並沒有充分利用數據中的信息。

比如像維基百科，Github，裡麵包含了各種可以供模型學習的信號：實體，關係，文本摘要，文本主題等。這些信號之前由於技術瓶頸都沒有被考慮。

所以，作者在本文中提出了一種方法，可以用神經網絡統一地存儲和訪問包含各種類型信息的數據。

他們以信號為單位、結構化地表示數據，這很類似於數據科學裡我們常常將數據構造成表或JSON格式，然後通過專門的語言（如SQL）來檢索所需的信息。

具體來看，這裡的信號，其實就是指數據中的有用信息。

比如在“莫扎特生於薩爾茨堡”這句話中，“莫扎特”、“薩爾茨堡”就是信號。

然後，就需要在各種平台上挖掘數據、提取信號，作者把這個過程比作了從礦山里尋寶。

接下來，利用prompt方法，就能將這些來自不同地方的信號統一成一種形式。

最後，再將這些重組的數據集成並存儲到語言模型中。

這樣一來，該研究就能從10個數據源中，統一26種不同類型的信號，讓模型獲得很強的泛化能力。

結果表明，在多個數據集中，RST-T、RST-A零樣本學習的表現，都優於GPT-3的少樣本學習性能。

而為了更進一步測試新方法的表現，作者還想到了讓AI做高考題的方法。

他們表示，現在很多工作方法走的都是漢化GPT-3的思路，在評估的應用場景上也是跟隨OpenAI、DeepMind。

比如GLUE測評基準、蛋白質折疊評分等。

基於對當下AI模型發展的觀察，作者認為可以開闢出一條新的賽道試試，所以就想到了用高考給AI練練手。

他們找來了前後幾年共10套試捲進行標註，請高中老師來進行打分。

像聽力/識圖理解這樣的題目，還找來機器視覺、語音識別領域的學者幫忙。

最終，煉出了這套高考英語AI模型，也可以叫她為Qin。

從測試結果可以看到，Qin絕對是學霸級別了，10套卷子成績都高於T0pp和GPT-3。

此外，作者還提出了高考benchmark。

他們覺得當下很多評價基準的任務都很單一，大多沒有實用價值，和人類情況對比也比較困難。

而高考題目既涵蓋了各種各樣的知識點，還直接有人類分數來做比對，可以說是一箭雙雕了。

NLP的第五範式？

如果從更深層次來看，作者認為，重構預訓練或許會成為NLP的一種新範式，即把預訓練/微調過程視為數據存儲/訪問過程。

此前，作者將NLP的發展總結成了4種範式：

P1. 非神經網絡時代的完全監督學習（Fully Supervised Learning, Non-Neural Network）

P2. 基於神經網絡的完全監督學習(Fully Supervised Learning, Neural Network)

P3. 預訓練，精調範式(Pre-train, Fine-tune)

P4. 預訓練，提示，預測範式（Pre-train, Prompt, Predict）

但是基於當下對NLP發展的觀察，他們認為或許之後可以以一種data-centric的方式來看待問題。

也就是，預訓/精調、few-shot/zero-shot等概念的差異化會更加模糊，核心只關註一個點——

有價值的信息有多少、能利用多少。

此外，他們還提出了一個NLP進化假說。

其中的核心思想是，技術發展方向總是順著這樣的——做更少的事實現更好、更通用的系統。

作者認為，NLP經歷了特徵工程、架構工程、目標工程、提示工程，當下正在朝著數據工程方向發展。

復旦武大校友打造

本篇論文的一作為Weizhe Yuan。

她本科畢業於武漢大學，後赴卡內基梅隆大學讀研，學習數據科學專業。

研究方向集中在NLP任務的文本生成和評估。

去年，她被AAAI 2022、NeurIPS 2021分別接收了一篇論文，還獲得了ACL 2021 Best Demo Paper Award。

論文的通訊作者為卡內基梅隆大學語言技術研究所（LTI）的博士後研究員劉鵬飛。

他於2019年在復旦大學計算機系獲得博士學位，師從邱錫鵬教授、黃萱菁教授。

研究興趣包括NLP模型可解釋性、遷移學習、任務學習等。

博士期間，他包攬了各種計算機領域的獎學金，包括IBM博士獎學金、微軟學者獎學金、騰訊人工智能獎學金、百度獎學金。

還有一件事

值得一提的是，劉鵬飛在和我們介紹這項工作時，直言“最初我們就沒打算拿去投稿”。

這是因為他們不想讓會議論文的格式限制了構思論文的想像力。

我們決定把這篇論文當作一個故事來講，並給“讀者”一種看電影的體驗。

這也是為什麼我們在第三頁，設置了一個“觀影模式“的全景圖。

就是為了帶著大家去了解NLP發展的歷史，以及我們所展望的未來是怎樣的，讓每一個研究者都能有一定的代入感，感受到自己去帶領著預訓練語言模型們(PLMs)通過礦山尋寶走向更好明天的一個過程。

論文結尾，還藏了一些驚喜彩蛋。

比如PLMs主題表情包：

還有結尾的插畫：

這麼看，100多頁的論文讀起來也不會累了

來源：量子位