正交化记忆矩阵:让循环网络在噪声干扰下仍能准确回忆

正交化记忆矩阵:让循环网络在噪声干扰下仍能准确回忆

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循环神经网络(RNN)在处理长序列时,常因「关联记忆」能力不足而输给Transformer架构。一项新研究通过在mLSTM的记忆矩阵上应用正交化技术,让RNN在高难度记忆任务中取得突破。

mLSTM是LSTM的变体,通过维护一个矩阵记忆来增强关联记忆能力,但当任务中混入干扰词(distractor)时,传统mLSTM仍会失准。研究者受Muon优化器的启发——Muon通过正交化动量防止少数强方向主导更新——对mLSTM的记忆矩阵做了类似处理:读取时对矩阵进行正交化,而非写回。

实验在MAD的噪声关联记忆任务上进行,关键参数frac_noise设为0.8(即80%为干扰词),在vocab从16到96、序列长度从128到1024的多种配置下测试。基线mLSTM在vocab=96、seq_len=768/1024时几乎失败(4/24个随机种子成功),而加入正交化后提升至14-16个种子成功,提升幅度显著。正交化采用Frobenius范数归一化加5次Newton-Schulz迭代,以额外计算换取记忆性能的全面提升。

研究者指出,当前结果在小模型合成任务上成立,尚未在真实场景和大规模模型中验证,实际应用价值仍需进一步评估。

编注:信源为研究者博客,材料介绍Muon优化器思路的迁移实验;测试环境为小模型合成任务,未涉及真实应用场景。


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