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Jakob Uszkoreit(Inceptive CEO) 2023
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029 · 2023 · Jakob Uszkoreit · 這一集

從 attention 到 RNA 的生物軟體

029 · 從 attention 到 RNA 的生物軟體

35:24YouTube 上架 2023-08-24Jakob Uszkoreit(Inceptive CEO)

No Priors Ep. 29 | With Inceptive CEO Jakob Uszkoreit

Jakob Uszkoreit 談 attention 為什麼剛好合硬體的胃口、現在的模型怎麼浪費算力,以及創辦 Inceptive、把 RNA 當成可以編譯的生物軟體。

029 講了什麼

  • attention 是順著硬體想出來的Jakob 說語言有一定的階層結構,不必從頭到尾依序讀,可以先平行理解局部、再逐步合併。反覆比對所有組合,正好是加速器擅長的大量簡單平行運算。
  • 算力不會看題目難度調整模型花多少算力,取決於提示與回答有多長,而不是問題多難。質因數分解寫起來很短卻很難;反過來,把 2 加 2 寫得很囉嗦、要 GPT-4 回得很複雜,它就會花一大堆算力。
  • 用生成資料重訓是在攤提算力資訊理論說生成的資料不會多出資訊,但它沒有把運算成本算進去。拿模型的輸出再訓練,等於把以前花掉的算力分攤到後面的迭代;Jakob 覺得這很笨拙,該讓模型在推論當下自己決定要不要多算。
  • 深度學習可以繞過「先理解再修」生命裡有什麼,我們連完整清單都沒有;已知的部分,也很少有夠準、用得上的理論。Jakob 認為把系統當黑盒、靠大量觀測來訓練,是一條很合適的替代路線。
  • RNA 是生物軟體的 bytecode現在的 mRNA 疫苗等於只有 print 一種指令;有了自我放大 RNA 與 riboswitch,就有條件判斷與遞迴。Inceptive 想學出一種模型,把用程式描述的藥效編譯成 RNA 分子。
  • 實驗和模型纏在一起Inceptive 的實驗流程裡不是一個大循環,而是很多小循環,一步查模型、讀數再餵給下一個模型。Jakob 說他們的工作發生在「海灘上」,乾與濕交會的地方。

從哪一段開始看16 段

  1. 00:00開場Elad 介紹 Jakob:在 Google 待了十多年、Attention Is All You Need 的共同作者,現在創辦 Inceptive 做生物軟體。
  2. 00:45attention 的由來深度學習要往前推,只能讓它在既有硬體上更快更有效率;語言有階層結構,可以平行看局部再合併,比對所有組合的 quadratic 步驟就是 attention 的核心。
  3. 04:21別的架構與 GPU主持人問其他架構是不是因為硬體太合 Transformer 而沒人試。Jakob 說 GPU 當初不是為此設計的,未必在最佳點,值得把不同硬體與架構搭起來測;只用 MLP 的 Mixer 就跟 vision Transformer 差不多。
  4. 06:48樂觀與信心除了效率,另一個原因是樂觀:有些嘗試開始有效,更多人投入,就有更多東西跑起來。
  5. 07:53算力分配不合理算力隨提示長度增加,而不是隨問題難度;使用者與架構都沒有旋鈕可以說「這題難,多算一點」。
  6. 09:28生成資料與攤提算力拿 LLM 的輸出再訓練,是把先前花掉的算力分攤到多次迭代;Jakob 覺得笨拙,希望模型推論時就能看資源與難度決定要算多久。
  7. 11:32彈性的缺口模型很難優雅地吃下不同解析度、取樣率、長度的影片;同一支影片放大或補幀,現在就是多花算力。
  8. 13:07自適應深度與測試時搜尋主持人提到 Meta 的 depth adaptive Transformers 與 test time search。Jakob 認為搜尋是很有效的工程手法,但不好優化;Universal Transformer 很早就試過,效果還不夠好。
  9. 15:12為什麼做生物Jakob 一直對生物有興趣卻不懂;認為深度學習能繞過兩個問題:生命的清單不完整,已知機制也缺乏能預測的理論,蛋白質摺疊就是例子。
  10. 17:46女兒與 RNA第一個孩子出生,讓 Jakob 對生命的脆弱有了不同的體會;AlphaFold 2 剛解決結構生物學的難題,mRNA 疫苗正在救世界,於是決定把在 Google 做的方法用在 RNA。
  11. 20:06生物軟體把 RNA 當 bytecode,學出能把程式描述的藥效編譯成 RNA 分子的模型;現在的 mRNA 疫苗只有 print,自我放大 RNA 與 riboswitch 則帶來條件與遞迴。
  12. 21:25製造與分發蛋白質類生物製劑常因無法量產而上不了市;RNA 兩年後就有 60 到 80 億劑的製造與分發產能,Inceptive 的實驗室也幾乎能合成任何 RNA。
  13. 22:25生成而非篩選可能的序列有 10 的 630 次方種,篩選行不通,要像 LLM 與圖像生成模型那樣用生成;個人化癌症疫苗每位病人還要針對多個抗原。
  14. 23:44理解反而是阻礙?Jakob 拿語言學追求完整理論的歷史類比,主持人想到基因定序;主持人也舉阿斯匹靈、metformin,說藥物機制常常事後才懂,法規卻要求先講機制。
  15. 28:20人類增強與預訓練Jakob 長期看好人類增強,但看不出大腦有多餘的容量;幼兒只聽幾十萬到幾百萬個字就會說話,是因為演化已經做完預訓練。也說 AGI 的 general 意思不清。
  16. 31:58實驗與模型的循環Inceptive 自認是一門新學科的先驅,實驗用模型設計、模型吃實驗產出的資料,中間有很多小循環;成員很快就會講起混合的語言。

值得記的話5 句

  • the other main contributor I think to the success of this architecture is optimism and hope我認為這個架構成功的另一個主要原因,是樂觀與希望06:48
  • if you look at mRNA vaccines our programming language is just a print statement看看 mRNA 疫苗,我們的程式語言就只有一個 print 敘述20:53
  • it's not going to be a search, right? Just like today the output of an LLM isn't coming out of a proper search procedure這不會是搜尋,就像今天 LLM 的輸出也不是靠正規的搜尋程序產生的22:57
  • we confuse fine tuning and pre-training. Pre-training is all of evolution我們把微調和預訓練搞混了,預訓練就是整個演化29:40
  • this is also why I find AGI as a term particularly problematic because I don't know what the general means這也是我覺得 AGI 這個詞特別有問題的原因,我不知道 general 指的是什麼31:28

名詞與人物11 個

Jakob Uszkoreit
Inceptive 共同創辦人暨 CEO,Attention Is All You Need 的共同作者。
Inceptive
Jakob 創辦的公司,用深度學習設計 RNA,先從 mRNA 做起。
Transformer
以 attention 為核心的模型架構,Jakob 說它跟當時的加速器非常合。
quadratic step
對所有組合做比對的步驟,Jakob 說這是 attention 的核心。
Mixer
只用 MLP 的電腦視覺架構,表現跟 vision Transformer 差不多。
amortize compute
把先前花掉的算力分攤到後面的多次訓練,Jakob 拿它解釋用生成資料重訓。
depth adaptive Transformers
主持人提到的 Meta 研究,依每個輸入調整計算量。
test time search
推論時做搜尋,例如生成程式碼時用編譯結果驗證;Jakob 說是很有效的工程手法。
Universal Transformer
Jakob 他們很早就試過的自適應計算架構,目前效果還不夠好。
biological software
Inceptive 的說法:用程式描述藥效,再編譯成 RNA 分子。
self-amplifying RNA / riboswitch
前者能自我放大,後者遇到小分子會大幅改變結構或自我分解;Jakob 說有了它們,RNA 就有條件判斷與遞迴。

提到但沒有展開

  • Jakob 說看 Moderna、BioNTech 這些公司的管線,mRNA 已有數百個計畫在不同階段,預期這十年結束前會到高三位數,可能成為營收第二或第三大的藥物類型。
  • Jakob 不太樂觀能從黑盒裡把理論取出來:簡單的情況也許可以,但像氣候與天氣預測,就算懂 Schrödinger 方程式,也整理不出一個既能預測又實用、裝得進腦袋的理論。
  • 主持人說傳統的藥物發現與基因篩選本來就是這樣做的:先突變、看功能輸出,再回推是哪些基因;分子生物學出現之前也不懂機制,深度學習像是用新工具回到這條老路。

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同一層的鄰居生醫與科學 · 13 格

Insitro006Inceptive029Ginkgo Bioworks034Vevo Therapeutics103Flagship Pioneering104Abridge108Chai Discovery121OpenEvidence130Benchling140Until148Periodic Labs155Biohub165Max Hodak174