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为何用AI生成的内容训练AI会让模型越来越差?

在人工智能生成的内容上训练AI会导致不可逆的模型崩溃,随着时间推移,那些罕见但重要的信息将逐渐丢失。

直接答案

在人工智能模型上训练由AI生成的内容,会导致模型性能随时间推移而退化,因为它们会逐渐丧失生成罕见或非常规输出的能力——这种现象被称为“模型崩溃”。一项2024年的研究表明,仅经过几代基于合成数据的训练后,像GPT-2和变分自编码器这样的模型就开始遗忘原始数据分布中的尾部特征,生成的内容越来越狭窄且重复[1]。这是因为每一代训练都会放大最常见的模式,同时丢弃那些较少出现的模式,最终导致模型“崩溃”为有限的输出集合。这种影响是不可逆的:一旦多样性丧失,即使重新使用原始人类数据进行训练,也无法完全恢复[1]。在本文涉及的多项研究中,最有力的证据来自《自然》杂志的论文[1],该论文在多种模型类型上验证了这种崩溃现象,并提供了理论证明,表明这是所有学习型生成模型面临的普遍问题。

4篇文献引用

本文由 WisPaper 驱动的搜索和论文分析生成。

当人工智能用AI生成的数据训练时,究竟会发生什么?

核心问题被称为“模型崩溃”,这一术语源自2024年《自然》杂志的一项研究[1]。当生成式AI模型基于先前AI模型生成的数据进行训练时,新模型会逐渐丧失生成罕见或非常规内容的能力。研究人员表明,在GPT-2等语言模型以及变分自编码器等图像生成模型中,原始数据分布的“尾部”——那些不常见但往往重要的样本——仅经过几轮递归训练便会消失[1]。例如,若原始训练数据包含某个罕见词汇或独特图像风格,第一代AI模型或许仍能偶尔生成,但基于其输出训练的第二代模型生成频率会更低,经过数轮迭代后,这些内容将彻底消失。

这并非仅仅是理论上的担忧。该研究在三种不同类型的生成模型(大语言模型、变分自编码器和高斯混合模型)中均验证了这一效应,表明这是机器学习运作方式中一个普遍存在的缺陷[1]。其机制很简单:每一代训练都会放大最常见的模式,并丢弃那些较少出现的模式,就像复印件的复印件,每复制一次就会变得更模糊。关键在于,研究人员发现这种损害是不可逆的——一旦多样性丧失,即使使用原始人类数据进行重新训练,也无法完全恢复[1]

已有真实世界证据表明AI生成内容正在引发问题吗?

是的——这个问题已经可以量化。2024年一项针对GPT-3.5发布后创建的维基百科页面的研究发现,超过5%的新建英文维基百科条目被两个检测工具(GPTZero和Binoculars)标记为AI生成,其阈值基于GPT-3.5之前的文章设定为1%的误报率[4]。这意味着每二十篇新维基百科文章中至少有一篇可能是AI生成的,而实际数字可能更高。这些被标记的文章通常质量较低,且往往带有自我宣传倾向,或在争议性话题上偏向特定观点[4]。这一问题之所以重要,是因为维基百科是AI模型训练数据的主要来源——因此,AI生成的内容已经在污染未来模型赖以汲取的“水源”。

此外,一项2022年关于人工智能“老化”的研究发现,随着训练数据逐渐过时,模型质量会随时间推移而下降[3]。研究人员利用医疗、交通、金融和天气领域的数据集证明,模型距离上一次训练周期的时间越长,其性能就越差[3]。尽管该研究并未专门探讨AI生成的训练数据,但它强调了一个相关观点:模型的质量取决于其训练数据,一旦数据变得陈旧或受到污染,性能便会受损。

这对AI的未来为何重要?

后果十分严峻。随着生成式AI在网络中日益普及,人类生成的内容——唯一可靠的训练数据——正被AI生成的内容所稀释。2024年《自然》期刊的论文警告称,“在从互联网抓取的数据中包含大语言模型生成内容的情况下,关于人类与系统真实互动的数据价值将愈发珍贵”[1]。换言之,正是那些让AI变得有用的数据,正在被AI自身的输出所污染。一篇2023年关于生成式AI的文章也指出,训练生成对抗网络(GAN)等生成式模型本就不稳定,常出现模式崩溃(即模型仅生成狭窄范围的输出)和不收敛等问题[2]。而用AI生成的数据进行训练,只会进一步加剧这些现有问题。

解决方案并不简单。单纯过滤掉AI生成的内容十分困难,因为检测工具并不完美——维基百科的研究使用了两种检测器,仍不得不接受1%的误报率[4]。此外,《自然》杂志的论文发现,即便训练数据中混入少量AI生成内容,也可能加速模型崩溃[1]。最实际的启示是:保存并优先使用人类生成的数据将变得愈发重要,而AI开发者必须精心筛选训练数据集,以避免模型崩溃的连锁反应。

关于这些来源

该回答基于4篇经同行评审的研究——发表于2022年至2024年间,其中2篇为2024年及以后发表,3篇发表于Q1期刊,总被引次数达1511次——这些研究是从通过质量筛选的4项研究中选出的最具相关性的成果,而后者又源自从超过5亿篇论文的数据库中检索到的41篇文献。

本文引用的文献

1

AI模型在递归生成的数据上进行训练时会发生崩溃。

在2024年发表于《自然》杂志的一项研究中,作者展示了三种生成模型(大语言模型、变分自编码器和高斯混合模型)的“模型崩溃”现象,表明在递归生成的数据上进行训练,仅需几代就会导致罕见内容的不可逆丢失[1]。

2

生成式人工智能

一篇2023年关于生成式人工智能的论文指出,训练生成对抗网络(GANs)等生成模型通常不稳定,存在模式崩溃、不收敛等问题,并提出了对AI生成内容中偏见与抄袭问题的伦理关切[2]。

3

AI模型中的时间质量退化

一项2022年关于AI“老化”的研究分析了来自四个行业(医疗、交通、金融、气象)的数据集,发现随着训练数据逐渐过时,模型质量会随时间下降,这一现象与概念漂移有所不同[3]。

4

人工智能生成内容在维基百科中的兴起

一项2024年对维基百科页面的分析发现,超过5%的新英文文章被两个检测工具标记为AI生成(假阳性率为1%),这些文章通常质量较低且偏见更明显[4]。