Геометрия ландшафта потерь и «понимание» нейросети

Когда нейросеть обучается, ее функция потерь образует сложный ландшафт в пространстве параметров – с вершинами (области высокой ошибки) и долинами (области низкой ошибки). Свойства этого ландшафта – его кривизна, форма минимальных долин, спектр матрицы Гессе и пр. – могут многое рассказать о том, насколько модель усвоила закономерности данных. Идея состоит в том, что не все минимумы одинаковы: одни могут быть «плоскими» (широкими и неглубокими), другие «острыми» (узкими и крутыми). Считается, что геометрия такого минимума связана с тем, как хорошо модель обобщает знания за пределы обучающих примеров и насколько «осмысленно» (семантически обоснованно) она их усвоила. В данном обзоре мы рассмотрим, как характеристики ландшафта потерь служат индикаторами обобщающей способности, интерпретируемости, адаптивности модели и ее чувствительности к семантике данных, а также какие количественные метрики предложены для измерения этих свойств.