Wormhole Dynamics in Deep Neural Networks

虫洞 动力学(音乐) 人工神经网络 计算机科学 人工智能 统计物理学 心理学 物理 理论物理学 教育学
作者
Yen-Lung Lai,Zhe Jin
出处
期刊:IEEE transactions on neural networks and learning systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:36 (11): 19909-19923
标识
DOI:10.1109/tnnls.2025.3591614
摘要

This work investigates the generalization behavior of deep neural networks (DNNs), focusing on the phenomenon of "fooling examples," where DNNs confidently classify inputs that appear random or unstructured to humans. To explore this phenomenon, we introduce an analytical framework based on maximum likelihood estimation (MLE), without adhering to conventional numerical approaches that rely on gradient-based optimization and explicit labels. Our analysis reveals that DNNs operating in an overparameterized regime exhibit a collapse in the output feature space. While this collapse improves network generalization, adding more layers eventually leads to a state of degeneracy, where the model learns trivial solutions by mapping distinct inputs to the same output, resulting in zero loss. Further investigation demonstrates that this degeneracy can be bypassed using our newly derived "wormhole" solution. The wormhole solution, when applied to arbitrary fooling examples, reconciles meaningful labels with random ones and provides a novel perspective on shortcut learning. These findings offer deeper insights into DNN generalization and highlight directions for future research on learning dynamics in unsupervised settings to bridge the gap between theory and practice.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
情怀应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
鹏虫虫发布了新的文献求助10
刚刚
科研通AI6.3应助Proxac采纳,获得10
刚刚
生物战士发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
合适水杯完成签到,获得积分10
2秒前
丘比特应助山色遇晴空采纳,获得10
3秒前
酷波er应助满意采纳,获得10
3秒前
MooN发布了新的文献求助10
4秒前
CipherSage应助淡然从雪采纳,获得10
4秒前
4秒前
好景发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
在水一方应助明年采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
chenpengnb发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
Huang完成签到 ,获得积分0
8秒前
yolo发布了新的文献求助10
8秒前
花卷完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
自渡发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
优秀的小豆芽完成签到,获得积分10
12秒前
小申发布了新的文献求助10
14秒前
嘻嘻发布了新的文献求助10
14秒前
牛魔驳回了田様应助
14秒前
15秒前
bobo发布了新的文献求助30
15秒前
16秒前
16秒前
17秒前
17秒前
Jelsie完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
Yzh666完成签到,获得积分10
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Radical Reactions 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7367033
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8975069
关于积分的说明 19080676
捐赠科研通 7010901
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3224228
关于科研通互助平台的介绍 2387888
邀请新用户注册赠送积分活动 2204984