Self-supervised learning (SSL) methods aim to exploit the abundance of unlabelled data for machine learning (ML), however the underlying principles are often method-specific. An SSL framework derived from biological first principles of embodied learning could unify the various SSL methods, help elucidate learning in the brain, and possibly improve ML. SSL commonly transforms each training datapoint into a pair of views, uses the knowledge of this pairing as a positive (i.e. non-contrastive) self-supervisory sign, and potentially opposes it to unrelated, (i.e. contrastive) negative examples. Here, we show that this type of self-supervision is an incomplete implementation of a concept from neuroscience, the Efference Copy (EC). Specifically, the brain also transforms the environment through efference, i.e. motor commands, however it sends to itself an EC of the full commands, i.e. more than a mere SSL sign. In addition, its action representations are likely egocentric. From such a principled foundation we formally recover and extend SSL methods such as SimCLR, BYOL, and ReLIC under a common theoretical framework, i.e. Self-supervision Through Efference Copies (S-TEC). Empirically, S-TEC restructures meaningfully the within- and between-class representations. This manifests as improvement in recent strong SSL baselines in image classification, segmentation, object detection, and in audio. These results hypothesize a testable positive influence from the brain's motor outputs onto its sensory representations.


翻译:自监督的学习方法(SSL)旨在利用大量未贴标签的数据进行机器学习,但基本原则往往是方法上特有的。基于生物学第一原则的自我监督框架(SLF)可以统一各种自成一体的学习方法,帮助在大脑中进行学习,并有可能改进ML。SSL通常将每个培训数据点转换成一对观点,将这种配对的知识用作积极的(即非自控的)自我监督符号,并可能反对它成为无关的(对比性的)负面例子。在这里,我们表明这种自检观点是神经科学、Efference 复制(EC)中的概念执行不完全。具体地说,大脑还通过松动(即运动指令)来改变环境,而将全控的EC传递给自己,即不仅仅是SSSLF信号。此外,它的行动表现可能是自我中心。从这样一个原则基础中,我们正式恢复并扩展了SLF方法,如SimCLR、LELO和RELLA 图像结构,在共同的SAL-S-S-S-S-S-SLS-S-Sliver Recal Exlial Exliversal Excial Expral 上,在Sliversal-al-visal-al real-al-resmal-al real-resmal-resmal-al-al-visal-al-al-resmal resutal resutal resm-resmal resmal resmal resmal resmbal resmal restitional ress ress ress restiction ress ress ress ress ress ress ress ress ress ress ress resmbal resmbal ress ress ress ress ress resmbal resmbal resmbal resmal resmbal-labal resmal ress ress ress ress ress ress ress ress ress resm ress ress ress ress ress ress ress

0
下载
关闭预览

相关内容

【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
119+阅读 · 2022年4月21日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
176+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
14+阅读 · 2021年8月5日
Arxiv
10+阅读 · 2021年2月26日
Arxiv
11+阅读 · 2020年12月2日
VIP会员
相关VIP内容
【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
119+阅读 · 2022年4月21日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
176+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员