論文の概要: Phase Transitions in Learning Driven by Extremal Data
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.29531v1
- Date: Wed, 21 Oct 2026 10:22:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-23 00:40:06.312519
- Title: Phase Transitions in Learning Driven by Extremal Data
- Title(参考訳): 極データによる学習の相転移
- Abstract要約: 本稿では,複数インスタンス学習(MIL)の例として,バッグと呼ばれるマルチセットとして予測器を付与する例について述べる。
我々は,大袋$n$,高寸法$d$,=lnn/d$の接合限界における勾配流の低次元射影を導出した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study an extremal regression problem, an example of multiple instance learning (MIL), where the predictors are given as multisets, called bags. The bag elements (called instances) possess hidden labels which are pooled to produce an observed bag-level label. Max pooling is common in MIL applications, but gives rise to vanishing gradients. To handle this, modern MIL pipelines approximate the max with a softmax, treating the sharpness as a learnable parameter, denoted $λ$. When the max pooling model is the true data generating process, learning will be successful when $λ$ is increased during gradient descent, thereby driving the dynamics into regions of parameter space with vanishing gradients. To understand the conditions under which gradient descent breaks down, we study a minimal model and derive a low dimensional projection of the gradient flow in the joint limit of large bags $n$ and high dimension $d$ with $α=\ln n/d$ fixed. The flow has two distinct phase transitions: an intrinsic freezing transition related to the random energy model of disordered systems, and a retrieval transition occurring in modern Hopfield networks. Numerical simulation confirms both the phase diagram and the convergence of the finite-size training gradient to its predicted asymptotic form.
- Abstract(参考訳): 本稿では,マルチインスタンス学習(MIL)の例である極端回帰問題について検討する。
バッグ要素(インスタンスと呼ばれる)は、観測されたバッグレベルのラベルを生成するためにプールされた隠れラベルを持っている。
MILアプリケーションでは最大プーリングが一般的だが、勾配が消える。
これを扱うため、現代のMILパイプラインは最大値をソフトマックスに近似し、鋭さを学習可能なパラメータとして扱い、$λ$と表記する。
最大プーリングモデルが真のデータ生成過程である場合、勾配降下時にλ$が増加すると学習が成功し、それによって、勾配が消えるパラメータ空間の領域にダイナミクスを駆動する。
勾配勾配が崩壊する条件を理解するため、最小限のモデルについて検討し、大袋$n$と高次元$d$と$α=\ln n/d$の結合限界における勾配流の低次元射影を導出する。
この流れは、乱れたシステムのランダムエネルギーモデルに関連する固有の凍結遷移と、現代のホップフィールドネットワークで起こる検索遷移の2つの相転移を持つ。
数値シミュレーションは、位相図と有限サイズのトレーニング勾配の予測された漸近形式への収束の両方を確認する。
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