20 Conceitos de IA Explicados em 40 Minutos
Esta nota de insights do YouTube foi criada com a LilysAI. Cadastre‑se grátis e obtenha insights 10× mais rápidos e profundos dos vídeos.
Q: Quais são os conceitos fundamentais de IA explicados?
Quais são os 20 conceitos mais importantes da engenharia de IA? Eles incluem LLMs, tokenização, vetorização, atenção e aprendizado autossupervisionado, que são cruciais para a comunicação e o desenvolvimento de sistemas de IA.
1. Conceitos Fundamentais de IA
Esta seção explica os termos essenciais da IA, como Modelos de Linguagem Grandes (LLMs), tokenização, vetorização, atenção e aprendizagem autossupervisionada, que são cruciais para o processamento e a compreensão da linguagem humana.1.1. Modelos de Linguagem Grandes (LLMs) e Processamento de Entrada
- Um Modelo de Linguagem Grande (LLM) é uma rede neural treinada para prever a próxima palavra em uma sequência de entrada .
- Por exemplo, se a entrada for "tudo que reluz", o LLM pode prever "não é ouro", completando a frase .
- A tokenização é o processo de dividir o texto de entrada em partes menores chamadas tokens .
- Em vez de dividir apenas por espaços, a tokenização considera sufixos comuns como "ers" (em "glitters") ou "ing" (em "eating"), pois eles carregam significado .
- O objetivo é que o LLM compreenda a linguagem humana de forma eficaz .
- A vetorização converte esses tokens em vetores, que são representações numéricas do significado das palavras em um espaço multidimensional .
- Palavras com significados semelhantes são colocadas próximas umas das outras nesse espaço, permitindo que o LLM entenda o significado inerente das palavras e construa frases de forma eficaz .
1.2. Atenção e Aprendizagem Autossupervisionada
- O mecanismo de atenção permite que os LLMs compreendam o significado de palavras ambíguas, considerando as palavras próximas que fornecem contexto .
- Por exemplo, a palavra "maçã" tem significados diferentes dependendo do contexto ("maçã saborosa" para a fruta, "receita da Apple" para a empresa) .
- A atenção ajusta o vetor de uma palavra ambígua na direção do seu significado contextual, combinando o vetor da palavra com o vetor de palavras próximas (como "saborosa" ou "receita") .
- Essa capacidade de derivar significado contextual foi um avanço significativo em 2017, tornando os LLMs muito populares e melhorando a qualidade das respostas .
- A aprendizagem autossupervisionada é um método de treinamento onde o modelo aprende a partir da estrutura dos próprios dados de entrada, sem a necessidade de rótulos humanos explícitos .
- O modelo é desafiado a prever partes ausentes ou futuras de uma sequência de entrada, como prever o próximo número em uma contagem ou a direção do olhar em uma imagem .
- Isso torna a obtenção de dados de treinamento muito mais barata, pois o modelo pode gerar seus próprios "quebra-cabeças" a partir de textos existentes, como aqueles raspados da internet .
- Se o modelo cometer um erro, ele é "penalizado", e os pesos da rede neural são atualizados para melhorar as previsões futuras .
- Essa abordagem é altamente escalável e é adotada por muitos modelos de IA, incluindo modelos de imagem que preveem partes ausentes de imagens .
2. Arquiteturas e Métodos de Treinamento de IA
Esta seção explora a arquitetura Transformer, o processo de ajuste fino para especializar modelos e a técnica de prompting de poucas tentativas para melhorar as respostas dos LLMs.
2.1. Transformer e Ajuste Fino
- Um Transformer é um algoritmo ou método específico usado por um LLM para prever o próximo token em uma sequência de entrada .
- Ele processa tokens de entrada através de blocos de atenção e redes neurais de feed-forward, que são empilhados em várias camadas .
- A primeira camada de atenção desambigua termos, enquanto camadas subsequentes podem encontrar relações mais complexas, como sarcasmo ou implicações .
- O objetivo é extrair todo o significado dos tokens de entrada e manipulá-los repetidamente para prever a próxima palavra .
- O Transformer é o "motor" de um LLM, que é o "produto" final, e pode ser substituído por outras arquiteturas no futuro .
- O ajuste fino (fine-tuning) é o processo de treinar um modelo base (inicialmente treinado de forma autossupervisionada) com conjuntos específicos de perguntas e respostas para que ele responda de uma maneira particular .
- Por exemplo, um LLM pode ser ajustado para usar termos médicos para diagnósticos ou termos financeiros para operações financeiras .
- Durante o ajuste fino, respostas indesejáveis, mesmo que não sejam tecnicamente erradas, são penalizadas para forçar o modelo a dar respostas diretas e úteis .
- O mesmo modelo base pode ser ajustado para criar vários modelos especializados, como um modelo Llama ajustado para responder a consultas específicas de clientes de uma empresa .
2.2. Prompting de Poucas Tentativas
- O prompting de poucas tentativas (few-shot prompting) melhora a qualidade das respostas de um LLM, adicionando exemplos à consulta de entrada .
- Durante o tempo de inferência (quando o modelo está gerando uma resposta), o servidor envia a consulta original do usuário junto com exemplos para o modelo, fornecendo contexto adicional .
- Isso permite que o modelo use esses exemplos como referência para gerar uma resposta mais apropriada e de maior qualidade .
3. Aprimoramento de Contexto e Interação com Modelos de IA
Esta seção aborda técnicas para fornecer contexto adicional aos LLMs, como Geração Aumentada por Recuperação (RAG), bancos de dados de vetores, Protocolo de Contexto do Modelo (MCP) e engenharia de contexto, que permitem que os modelos interajam com dados externos e mantenham conversas mais longas e personalizadas.
3.1. Geração Aumentada por Recuperação (RAG) e Bancos de Dados de Vetores
- A Geração Aumentada por Recuperação (RAG) aprimora as respostas dos LLMs, fornecendo documentos relevantes e exemplos junto com a consulta do usuário .
- O servidor recupera documentos relevantes (como políticas da empresa ou termos e condições) em tempo real e os envia ao LLM, juntamente com exemplos de como responder (prompting de poucas tentativas) e a consulta do usuário .
- Isso permite que o LLM gere respostas de alta qualidade, com contexto específico da empresa e no formato desejado .
- Um banco de dados de vetores é usado para armazenar documentos e encontrar aqueles que são mais relevantes para uma consulta de entrada .
- Quando um usuário expressa uma emoção (como "chateado") ou uma necessidade (como "reembolso"), o banco de dados de vetores pode encontrar documentos que encapsulam significados semanticamente semelhantes (como "baixa avaliação" ou "desistência do usuário"), mesmo que as palavras exatas não estejam presentes .
- Isso é possível porque os vetores representam o significado semântico, e documentos com palavras semelhantes terão vetores próximos no espaço multidimensional .
- O documento mais próximo da consulta é então adicionado ao contexto do LLM para gerar uma resposta .
- Bancos de dados de vetores são eficientes para buscas de similaridade e podem armazenar documentos internos da empresa para fornecer contexto .
3.2. Protocolo de Contexto do Modelo (MCP) e Engenharia de Contexto
- O Protocolo de Contexto do Modelo (MCP) permite que os LLMs se conectem a ferramentas ou bancos de dados externos para obter contexto que não está dentro do sistema .
- Um cliente MCP envia a consulta inicial do usuário ao LLM, que decide se precisa de ferramentas externas .
- O cliente MCP então se conecta a servidores MCP externos (como os de companhias aéreas) para obter informações em tempo real (por exemplo, detalhes de voos) .
- Essas informações externas são enviadas de volta ao LLM, que as usa para tomar decisões e até mesmo executar ações (como reservar um voo) através de chamadas de API para o servidor MCP externo .
- Isso torna os LLMs muito mais poderosos, permitindo que eles não apenas forneçam informações, mas também executem tarefas completas para o usuário .
- A engenharia de contexto é um termo abrangente que inclui o uso de prompting de poucas tentativas, RAG e MCP para adicionar contexto a uma consulta de LLM .
- Ela enfrenta desafios como gerenciar as preferências do usuário e resumir o histórico de conversas (context summarization) .
- Técnicas como janelas deslizantes (enviar as últimas 100 conversas e resumir as anteriores) ou focar em palavras-chave são usadas para resumir o contexto e limitar a quantidade de dados enviados ao LLM .
- A engenharia de contexto difere da engenharia de prompt porque a engenharia de prompt é para um único prompt e é sem estado, enquanto a engenharia de contexto evolui com as preferências do usuário e o histórico de conversas .
4. Agentes, Aprendizagem por Reforço e Modelos de Raciocínio
Esta seção explora agentes como processos de longa duração com múltiplas capacidades, a aprendizagem por reforço para treinar modelos com feedback humano, e os modelos de raciocínio que usam a cadeia de pensamento para resolver problemas passo a passo.
4.1. Agentes e Aprendizagem por Reforço
- Um agente é um processo de longa duração que pode consultar LLMs, sistemas externos e outros agentes para atender aos requisitos do usuário .
- Por exemplo, um agente de viagens pode reservar voos e hotéis, e até gerenciar e-mails, tomando decisões com base nas preferências do usuário e em oportunidades (como voos baratos) .
- A aprendizagem por reforço (reinforcement learning) é um método para treinar modelos a se comportarem de uma maneira específica, usando feedback para reforçar bons resultados .
- Em plataformas como o ChatGPT, os usuários escolhem a melhor resposta entre várias opções, e a resposta escolhida recebe uma pontuação positiva (+1), enquanto as outras recebem uma pontuação negativa (-1) .
- Isso cria um "espaço de vetores" onde caminhos que levam a respostas positivas são reforçados, e caminhos que levam a respostas negativas são evitados, otimizando o modelo para gerar resultados que satisfaçam o usuário .
- A aprendizagem por reforço com feedback humano (RLHF) é uma técnica poderosa que usa o feedback humano para reforçar bons resultados, semelhante ao condicionamento clássico (como o cão de Pavlov) .
- No entanto, a aprendizagem por reforço não pode construir modelos mentais ou compreender a física subjacente de um evento (como a probabilidade de uma moeda justa), apenas aprende com os resultados observados .
4.2. Cadeia de Pensamento e Modelos de Raciocínio
- A cadeia de pensamento (chain of thought) é um conceito poderoso onde o modelo é treinado para explicar seu processo de raciocínio passo a passo .
- Isso permite que o modelo resolva novos problemas, mesmo com parâmetros diferentes, porque ele aprendeu a raciocinar de forma dedutiva .
- A qualidade das respostas geradas por meio da cadeia de pensamento é geralmente muito maior do que as respostas diretas, e o modelo pode adicionar mais etapas de raciocínio conforme a dificuldade do problema aumenta .
- Modelos de raciocínio são modelos que podem descobrir como resolver um problema passo a passo, usando a cadeia de pensamento ou outros algoritmos (como "árvore de pensamento" ou "grafo de pensamento") .
- Exemplos incluem os modelos DeepS e OpenAI da série O .
5. Modelos Multimodais e Otimização de Modelos
Esta seção aborda modelos multimodais que processam diferentes tipos de dados, modelos de linguagem pequenos (SLMs) para aplicações específicas, o processo de destilação para criar SLMs eficientes e a quantização para reduzir os custos de inferência.
5.1. Modelos Multimodais e Modelos de Linguagem Pequenos
- Modelos multimodais são modelos que podem aceitar e gerar diferentes tipos de dados, como texto, imagens e vídeos, ao contrário da maioria dos LLMs que operam apenas com texto .
- Eles têm aplicações significativas em áreas como marketing e mídias sociais, onde podem analisar e modificar imagens ou criar vídeos, reduzindo os custos de produção .
- O desempenho desses modelos é geralmente melhor do que os modelos treinados apenas em texto, pois eles têm uma compreensão mais profunda do significado dos objetos ao serem treinados com diferentes modalidades de dados .
- Modelos de linguagem pequenos (SLMs) são modelos com menos parâmetros (3 milhões a 300 milhões) em comparação com os LLMs (3 a 300 bilhões), o que os torna mais rápidos e mais fáceis de hospedar .
- Eles são úteis porque podem ser treinados com dados específicos da empresa ou da tarefa, tornando-os especialistas em casos de uso específicos, como gerenciamento de consultas de clientes ou vendas .
- As empresas buscam SLMs para ter mais controle sobre o que geram e manter seus dados proprietários .
5.2. Destilação e Quantização
- A destilação é o processo de construir SLMs usando um LLM como "professor" .
- O LLM (professor) e o SLM (aluno) recebem a mesma entrada, e o SLM tenta imitar a saída do professor .
- Se as saídas não corresponderem, os pesos internos do SLM são ajustados para melhorar seu desempenho, mas com um número limitado de pesos .
- O objetivo é condensar a informação de uma rede neural complexa em uma representação mais razoável, reduzindo significativamente os custos de execução e tornando o SLM mais rápido em tempo de inferência .
- A quantização é uma técnica para reduzir o custo de execução de um modelo em produção, convertendo os pesos da rede neural (que são números de 32 bits) em representações de menor bit (como 8 bits) .
- Isso pode economizar até 75% da memória, embora não reduza os custos de treinamento, pois a quantização é aplicada após o modelo ser completamente treinado .
- O principal benefício é a redução do custo de inferência (execução do modelo em produção) .
Entenda materiais massivos como um gênio — com a LilysAI
Mais de 1.000.000 de buscadores de conhecimento usam a Lilys AI.
