以下為盧志武教授在機(jī)器之心舉辦的 ChatGPT 及大模型技術(shù)大會(huì)上的演講內(nèi)容，機(jī)器之心進(jìn)行了不改變?cè)獾木庉?、整理?/p>

大家好，我是中國(guó)人民大學(xué)盧志武。我今天報(bào)告的題目是《ChatGPT 對(duì)多模態(tài)通用生成模型的重要啟發(fā)》，包含四部分內(nèi)容。

【資料圖】

首先，ChatGPT 帶給我們一些關(guān)于研究范式革新的啟發(fā)。第一點(diǎn)就是要使用「大模型 + 大數(shù)據(jù)」，這是一個(gè)已經(jīng)被再三被驗(yàn)證過(guò)的研究范式，也是 ChatGPT 的基礎(chǔ)研究范式。特別要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，大模型大到一定程度的時(shí)候才會(huì)有涌現(xiàn)（emergent）能力，比如 In-context learning、CoT 推理等能力，這些能力令人感到非常驚艷。

第二點(diǎn)是要堅(jiān)持「大模型 + 推理」，這也是 ChatGPT 讓我印象最深刻的一點(diǎn)。因?yàn)樵跈C(jī)器學(xué)習(xí)或者人工智能領(lǐng)域，推理被公認(rèn)為是最難的，而 ChatGPT 在這一點(diǎn)上也有所突破。當(dāng)然，ChatGPT 的推理能力可能主要來(lái)自代碼訓(xùn)練，但是否有必然的聯(lián)系還不能確定。在推理方面，我們應(yīng)該下更多的工夫，搞清楚它到底來(lái)自什么，或者還有沒(méi)有別的訓(xùn)練方式把它的推理能力進(jìn)一步增強(qiáng)。

第三點(diǎn)是大模型一定要和人類對(duì)齊（alignment），這是 ChatGPT 在工程角度或模型落地角度給我們的重要啟示。如果沒(méi)有與人類對(duì)齊的話，模型會(huì)生成很多有害的信息，讓模型無(wú)法使用。第三點(diǎn)不是說(shuō)提高模型的上限，而是模型的可靠性和安全性的確非常重要。

ChatGPT 的問(wèn)世對(duì)很多領(lǐng)域，包括我自己，都有非常大的觸動(dòng)。因?yàn)槲易约鹤龆嗄B(tài)做了好幾年，我會(huì)開始反思為什么我們沒(méi)有做出這么厲害的模型。

ChatGPT 是在語(yǔ)言或者文字上的通用生成，下面我們來(lái)了解一下多模態(tài)通用生成領(lǐng)域的最新進(jìn)展。多模態(tài)預(yù)訓(xùn)練模型已開始向多模態(tài)通用生成模型轉(zhuǎn)變，并有了一些初步的探索。首先我們看一下谷歌 2019 年提出的 Flamingo 模型，下圖是它的模型結(jié)構(gòu)。

Flamingo 模型架構(gòu)的主體是大型語(yǔ)言模型的解碼器（Decoder），即上圖右側(cè)藍(lán)色模塊，在每個(gè)藍(lán)色模塊之間加了一些 adapter 層，左側(cè)視覺(jué)的部分是添加了視覺(jué)編碼器（Vision Encoder）和感知器重采樣器（Perceiver Resampler）。整個(gè)模型的設(shè)計(jì)就是要把視覺(jué)的東西通過(guò)編碼和轉(zhuǎn)換，經(jīng)過(guò) adapter，跟語(yǔ)言對(duì)齊，這樣模型就可以為圖像自動(dòng)生成文本描述。

Flamingo 這樣的架構(gòu)設(shè)計(jì)有什么好處呢？首先，上圖中的藍(lán)色模塊是固定不動(dòng)的（frozen），其中包括語(yǔ)言模型 Decoder；而粉色模塊本身的參數(shù)量是可以控制的，所以 Flamingo 模型實(shí)際上訓(xùn)練的參數(shù)量是很少的。所以大家不要覺(jué)得多模態(tài)通用生成模型很難做，其實(shí)沒(méi)有那么悲觀。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的 Flamingo 模型就可以做很多基于文本生成的通用任務(wù)，當(dāng)然輸入還是多模態(tài)的，比如做視頻描述、視覺(jué)問(wèn)答、多模態(tài)對(duì)話等。從這個(gè)角度看 Flamingo 算是一個(gè)通用生成模型。

第二個(gè)例子是前段時(shí)間新發(fā)布的 BLIP-2 模型，它是基于 BLIP-1 改進(jìn)的，它的模型架構(gòu)和 Flamingo 特別像，基本還是包含圖像編碼器和大型語(yǔ)言模型的解碼器，這兩部分是固定不動(dòng)的， 然后中間加了一個(gè)具有轉(zhuǎn)換器作用的 Q-Former—— 從視覺(jué)轉(zhuǎn)換到語(yǔ)言。那么，BLIP-2 真正需要訓(xùn)練的部分就是 Q-Former。

如下圖所示，首先將一張圖（右邊的圖）輸入到 Image Encoder，中間的 Text 是用戶提出的問(wèn)題或者指令，經(jīng)過(guò) Q-Former 編碼以后輸入到大型語(yǔ)言模型里，最后把答案生成出來(lái)，大概是這樣一個(gè)生成過(guò)程。

這兩種模型的缺點(diǎn)很明顯，因?yàn)樗鼈兂霈F(xiàn)的比較早或者剛出現(xiàn)，還沒(méi)有考慮 ChatGPT 用到的工程手段，至少在圖文對(duì)話或者多模態(tài)對(duì)話上沒(méi)有做指令微調(diào)，所以它們整體的生成效果不盡如人意。

第三個(gè)是微軟最近發(fā)布的 Kosmos-1，它的結(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)單，并且只用圖文對(duì)進(jìn)行訓(xùn)練，多模態(tài)數(shù)據(jù)比較單一。Kosmos-1 跟上面兩個(gè)模型最大的差別是：上面兩個(gè)模型中的大語(yǔ)言模型本身是固定不動(dòng)的，而 Kosmos-1 中的大型語(yǔ)言模型本身是要經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的，因此 Kosmos-1 模型的參數(shù)量只有 16 億，而 16 億參數(shù)的模型未必有涌現(xiàn)能力。當(dāng)然，Kosmos-1 也沒(méi)考慮圖文對(duì)話上的指令微調(diào)，導(dǎo)致它有時(shí)也會(huì)胡說(shuō)八道。

下一個(gè)例子是谷歌的多模態(tài)具身視覺(jué)語(yǔ)言模型 PaLM-E。PaLM-E 模型和前三個(gè)例子是大同小異的，PaLM-E 也用了 ViT + 大型語(yǔ)言模型。PaLM-E 最大的突破是它終于在機(jī)器人領(lǐng)域探索了一下多模態(tài)大語(yǔ)言模型的落地可能性。PaLM-E 嘗試了第一步探索，但是它考慮的機(jī)器人任務(wù)類型很有限，并不能達(dá)到真正的通用。

最后一個(gè)例子是 GPT-4—— 在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集上給出了特別驚人的結(jié)果，很多時(shí)候它的結(jié)果甚至比目前在數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練微調(diào)過(guò)的 SOTA 模型還要好。這可能會(huì)讓人特別震驚，但實(shí)際上這個(gè)評(píng)測(cè)結(jié)果并不代表什么。我們?cè)趦赡昵白龆嗄B(tài)大模型時(shí)就發(fā)現(xiàn)大模型的能力不能在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集上評(píng)估，在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集上表現(xiàn)好并不代表實(shí)際使用的時(shí)候效果好，這兩個(gè)之間有很大的 gap。出于這個(gè)原因，我對(duì)目前的 GPT-4 有些許失望，因?yàn)樗唤o出了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集上的結(jié)果。而且目前可用的 GPT-4 還不是視覺(jué)版的，只是純文字版的。

上面幾個(gè)模型總體來(lái)說(shuō)是做通用的語(yǔ)言生成，輸入是多模態(tài)輸入，下面這兩個(gè)模型就不一樣了 —— 不僅要做通用語(yǔ)言生成，還要做視覺(jué)生成，既能生成語(yǔ)言也能生成圖像。

首先是微軟的 Visual ChatGPT，我簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)一下。這個(gè)模型的思路特別簡(jiǎn)單，更多是產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的考慮。與視覺(jué)有關(guān)的生成有很多種，還有一些視覺(jué)檢測(cè)模型，這些不同任務(wù)的輸入、指令千差萬(wàn)別，問(wèn)題就是怎么用一個(gè)模型把這些任務(wù)全部包含進(jìn)來(lái)，所以微軟設(shè)計(jì)了 Prompt 管理器，核心部分用到了 OpenAI 的 ChatGPT，相當(dāng)于把不同視覺(jué)生成任務(wù)的指令，通過(guò) ChatGPT 翻譯過(guò)來(lái)。用戶的問(wèn)題是自然語(yǔ)言描述的指令，通過(guò) ChatGPT 把它翻譯成機(jī)器能懂的指令。

Visual ChatGPT 就是做了這樣一個(gè)事情。所以從產(chǎn)品的角度看確實(shí)很好，但從模型設(shè)計(jì)的角度看卻沒(méi)有新的東西。所以整體從模型的層面看是一個(gè)「縫合怪」，沒(méi)有統(tǒng)一的模型訓(xùn)練，導(dǎo)致不同模態(tài)之間沒(méi)有互相促進(jìn)。我們?yōu)槭裁醋龆嗄B(tài)，因?yàn)槲覀兿嘈挪煌B(tài)數(shù)據(jù)之間一定是互相幫助的。并且 Visual ChatGPT 也沒(méi)考慮多模態(tài)生成指令微調(diào)，它的指令微調(diào)只是依賴于 ChatGPT 本身。

下一個(gè)例子是清華朱軍老師的團(tuán)隊(duì)發(fā)布的 UniDiffuser 模型。這個(gè)模型從學(xué)術(shù)角度真正做到了多模態(tài)輸入生成文字、生成視覺(jué)內(nèi)容，這得益于他們基于 transformer 的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) U-ViT，類似于 Stable Diffusion 最核心的部件 U-Net，進(jìn)而把圖像的生成和文本的生成統(tǒng)一在一個(gè)框架里。這個(gè)工作本身是很有意義的，但還是比較初期，比如只考慮了 Captioning 和 VQA 任務(wù)，沒(méi)有考慮多輪對(duì)話，也沒(méi)有做多模態(tài)生成上的指令微調(diào)。

前面評(píng)價(jià)了這么多，那我們自己也做了一個(gè)產(chǎn)品叫 ChatImg，如下圖所示?？傮w來(lái)說(shuō)，ChatImg 包含圖像編碼器、圖文多模態(tài)編碼器和文本解碼器，和 Flamingo、BLIP-2 是類似的，但是我們考慮的更多，具體實(shí)現(xiàn)的時(shí)候有細(xì)節(jié)差異。

ChatImg 最大的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是可以接受視頻輸入。我們特別重視多模態(tài)通用生成，包括生成文字、生成圖像、生成視頻。我們希望在這一個(gè)框架里實(shí)現(xiàn)多種生成任務(wù)，最終希望接入文字生成視頻。

第二，我們特別重視真實(shí)用戶的數(shù)據(jù)，我們希望得到真實(shí)用戶數(shù)據(jù)以后不停優(yōu)化生成模型本身，提高它的能力，所以我們發(fā)布了 ChatImg 應(yīng)用。

下圖是我們測(cè)試的一些例子，作為一個(gè)初期模型，雖然還有一些做得不好的地方，但總體來(lái)說(shuō) ChatImg 對(duì)圖片的理解還是可以的。比如，ChatImg 可以在對(duì)話中生成對(duì)畫作的描述，也能做一些 In-context learning。

上圖第一個(gè)例子描述了《星夜》這幅畫，在描述中 ChatImg 稱梵高是美國(guó)畫家，你告訴它錯(cuò)了，它馬上就可以糾正過(guò)來(lái)；第二個(gè)例子 ChatImg 對(duì)圖中的物體做出了物理推斷；第三個(gè)例子是我自己拍的一張照片，這個(gè)照片里面有兩道彩虹，它準(zhǔn)確地識(shí)別到了。

我們注意到上圖第三和第四個(gè)例子涉及到情緒方面的問(wèn)題。這其實(shí)與我們接下來(lái)要做的工作有關(guān)，我們想把 ChatImg 接入到機(jī)器人里面去?，F(xiàn)在的機(jī)器人通常是被動(dòng)的，所有的指令全部是預(yù)設(shè)的，顯得很呆板。我們希望接入 ChatImg 的機(jī)器人可以主動(dòng)和人交流。怎么做到這一點(diǎn)呢？首先機(jī)器人一定要能感受到人，可能是客觀地看到世界的狀態(tài)和人的情緒，也可能是獲得一種反映；然后機(jī)器人才能理解，才能跟人主動(dòng)交流。通過(guò)這兩個(gè)例子我感覺(jué)這個(gè)目標(biāo)是可以實(shí)現(xiàn)的。

最后，我總結(jié)一下今天的報(bào)告。首先，ChatGPT 和 GPT-4 帶來(lái)了研究范式的革新，我們所有人都應(yīng)該去積極擁抱這個(gè)變化，不能抱怨，不能找借口說(shuō)沒(méi)有資源，只要去面對(duì)這個(gè)變化，總有辦法克服困難。多模態(tài)研究甚至也不需要幾百卡的機(jī)器，只要采用對(duì)應(yīng)的策略，少量的機(jī)器也可以做出很好的工作。第二，現(xiàn)有的多模態(tài)生成模型都存在各自的問(wèn)題，GPT-4 還沒(méi)有開放視覺(jué)版，我們所有人也都還有機(jī)會(huì)。并且，我認(rèn)為 GPT-4 還有一個(gè)問(wèn)題，就是多模態(tài)生成模型最終應(yīng)該是什么樣子它沒(méi)有給一個(gè)完美答案（實(shí)際上是沒(méi)有透露 GPT-4 的任何細(xì)節(jié)）。這其實(shí)是一件好事，全世界的人都很聰明，每個(gè)人都有自己的想法，這可能會(huì)形成百花齊放的研究新局面。我的演講就到這里，謝謝大家。

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