人工智能顶会ICLR 2024热门研究方向大揭秘

图1 由ICLR 2024论文列表生成的词云

ICLR（International Conference on Learning Representations）自2013年起至今（2024年）已成功举办12届，被公认为人工智能领域的顶级会议之一。该会议由“深度学习三大巨头”中的 Yoshua Bengio 和 Yann LeCun 共同创立，发布人工智能、机器视觉、计算生物学、数据科学、多模态处理、游戏设计和机器人等领域的最新论文和成果。会议投稿始于2023年9月15日，摘要注册截止于9月24日，而完整论文的提交截止日期为9月29日。经历严格的评审后，大会组委会于2023年11月10日公布了论文的接收结果。此次会议投稿量高达7300多篇，创历史新高，其中有2250篇论文被接收，接收率为30.8%。

ICLR 2024将于2024年5月7日至11日在奥地利维也纳召开，届时将集结全球范围内的顶尖学者和研究人员，共同探讨人工智能领域的最新发展与挑战。图1为利用ICLR 2024已接收论文列表绘制出的词云，单词的字越大表明与该单词相关的研究领域越热门。由图1可以大致观察到近年来人工智能的热点研究领域。本文对ICLR 2024接收的论文做可视化分析，进而总结和归纳人工智能的研究热点，还展示了ICLR 2024热点研究领域的示例论文及论文的下载地址，方便读者深入思考并追踪人工智能研究热点。本文的作者为李杨。

ICLR会议特色——Open Review评审机制：根据规定，所有提交的论文都将公开作者的姓名等信息，并接受同行在线的评价及提问。ICLR采用公开的同行评审制度。评审可以匿名或实名进行，评审结束后，作者有权对论文进行调整和修改。

会议的相关链接：

ICLR 2024 会议官方网站: https://iclr.cc/Conferences/2024

ICLR 2024 全文下载地址: https://openreview.net/group?id=ICLR.cc/2024/Conference

1. 一图看懂ICLR（2017-2024）的发展趋势

图2 ICLR（2017-2024）的发展趋势

由图2可以观察到ICLR近年来的发展趋势。首先，近年来的投稿量出现了急剧增加。从2017年的490篇飙升至2024年的7300篇左右，不仅反映出学术界对于ICLR会议日益增加的关注，也体现了人工智能及其相关子领域的快速发展和研究范围的广泛性。尤其是ChatGPT问世以来，大模型技术的快速发展再一次掀起了人工智能的浪潮，这种急剧增长的趋势突显了全球研究者对于人工智能的广泛关注。

其次，论文接收量也出现了持续增长，该趋势与投稿量的增长趋势基本一致（如图2中的橙色和蓝色柱子所示）。这一现象揭示了会议规模的不断扩大和研究领域的不断拓展。然而，接收率却整体呈现下降趋势，从2017年的40.4%逐渐降至2024年的30.8%，表明了评审标准的提升和学术竞争的加剧。这一现象不仅反映了评审过程的严格性，也体现出论文被接收的难度不断增加，从而激励研究者提交更高质量的论文。

此外，接收率的波动也揭示了会议适应不断变化的研究环境和质量标准的灵活性。特别是在2021年和2022年接收率的小幅上升，反映了会议对于多样化和创新研究的鼓励，以及对新兴研究领域研究成果的重视。从2022年至2024年，虽然ICLR会议的投稿数量迅速增加，但是接收率基本维持在同一水平，表明了会议对于热门研究领域有了更高质量的要求，不仅需要投稿论文属于热门领域，还需要研究工作具有足够的创新性。

综合来看，ICLR的这一发展趋势不仅展示了其在人工智能领域的重要地位，也反映了该领域的日益成熟和多元化。投稿量的大幅增长和接收率的变化，共同描绘了一个日益竞争和高标准的学术环境，同时也反映了ICLR对创新和高质量研究成果的不断追求。

2. ICLR 2024热点追踪

图3 ICLR 2024论文列表中排名前十的热门研究方向

图3展示了ICLR 2024论文列表中排名前十的研究方向，凸显了当前研究热点。从这些研究方向中我们可以观察到：ICLR 2024的热门研究方向与扩散模型密切相关，充分反映了扩散模型在人工智能领域的重要地位。其次，以ChatGPT为代表的大语言模型（LLM）也在ICLR 2024会议上引起了广泛关注。此外，图神经网络作为当前热门领域，在多个深度学习顶级会议上都占据着重要地位。最后，其它研究方向主要集中在新兴的交叉领域，如医学、自动驾驶、新媒体等。具体而言，包括了3D视觉生成模型、三维重建技术、3D影像分析、文本到图像理解、表征学习、视频自动生成以及大模型量化等众多前沿技术。这些研究方向全面反映了当前人工智能领域的前沿进展，值得深入学习和思考。

接下来，对ICLR 2024排名前十的热门研究方向进行更为详细的讨论和分析（以下内容为个人理解，仅供参考）：

(1) 扩散模型

基本概念：扩散模型是一类基于概率的生成模型，主要用于生成高质量的数据样本，如图像、音频或文本。这些模型通过模拟数据的退化和恢复过程来工作。首先，它们逐渐向原始数据添加噪声，直到数据完全变成噪声；然后，模型学习如何从这种噪声状态逐步恢复出原始数据。这个过程通常被描述为一个马尔可夫链，其中每一步都轻微地改变数据，直到达到最终状态。

研究热点：图像和音频生成；文本生成与处理；无监督学习。

示例论文：Generalization in Diffusion Models Arises from Geometry-adaptive Harmonic Representation

全文下载：https://openreview.net/pdf?id=ANvmVS2Yr0

(2) 大语言模型（LLM）

基本概念：大语言模型是一类基于深度学习的模型，目前已有的大语言模型通常由数十亿甚至数万亿个参数构成，需要在大规模数据集上训练。通过对大量文本数据进行学习，大语言模型能够捕捉丰富的语言规律和知识信息，从而在多种语言任务上表现出色，如文本生成、翻译、摘要、问答等。

研究热点：多模态学习；细粒度语言理解；知识整合与推理。

示例论文：Understanding In-Context Learning in Transformers and LLMs by Learning to Learn Discrete Functions

全文下载：https://openreview.net/pdf?id=ekeyCgeRfC

(3) 图神经网络

基本概念：图神经网络（GNN）是一种专门处理图结构数据的神经网络。在这种网络中，数据被表示为图，其中节点代表实体，边代表实体间的关系。GNN通过聚合和更新节点的邻居信息来学习节点的表示，能够捕捉复杂的图拓扑结构和节点间的关系。这使得GNN在处理社交网络分析、分子结构建模、知识图谱推理等需要考虑实体间复杂关系的任务上表现出色。

研究热点：异构图学习；图表示学习；可扩展性和效率。

示例论文：Beyond Weisfeiler-Lehman: A Quantitative Framework for GNN Expressiveness

全文下载：https://openreview.net/pdf?id=HSKaGOi7Ar

(4) 3D视觉

基本概念：3D视觉是指使用计算机技术来理解和处理三维空间中的对象和场景。这包括从2D图像重建3D结构、处理3D数据（如点云、3D模型）、以及理解和分析三维空间中对象的运动和交互。3D视觉的其中一个关键挑战就是从有限的、通常是二维的观测中推断出三维世界的准确和详细的表示。

研究热点：点云处理；增强现实与虚拟现实；自动驾驶。

示例论文：Ghost on the Shell: An Expressive Representation of General 3D Shapes

全文下载：https://openreview.net/pdf?id=Ad87VjRqUw

(5) 多模态学习

基本概念：多模态学习是指利用来自多种不同模态（如文本、图像、声音、视频等）的数据进行学习和推理的过程。这种学习方法的核心在于整合和利用来自不同传感器、格式或领域的信息，以模拟人类通过视觉、听觉和触觉等多种感官来感知世界，从而提高机器理解和处理复杂数据的能力。

研究热点：多模态融合技术；自然语言处理与视觉融合；多模态医疗影像分析。

示例论文：Interpreting CLIP's Image Representation via Text-Based Decomposition

全文下载：https://openreview.net/pdf?id=5Ca9sSzuDp

(6) 强化学习

基本概念：强化学习是一种新的机器学习范式，旨在使学习系统通过与环境的交互来学习如何在特定任务上做出最优决策。在这个过程中，智能体根据其行为所产生的结果（通常是奖励或惩罚）来调整自己的行为策略。强化学习的核心在于学习一个策略，即在给定状态下选择哪种行为以最大化长期累积的奖励。

研究热点：深度强化学习；多智能体系统；样本效率与探索策略。

示例论文：Predictive Auxiliary Objectives in Deep RL Mimic Learning in the Brain

全文下载：https://openreview.net/pdf?id=agPpmEgf8C

(7) 视频分析、理解、检索、编辑与生成

基本概念：视频分析指的是使用计算机算法自动处理、分析和理解视频内容的技术。与静态图像分析不同，视频分析涉及时间维度，这意味着它不仅分析单帧的视觉内容，还分析帧与帧之间的动态变化。视频分析的目的在于从视频中提取有意义的信息，比如识别对象、活动、行为模式、情感状态等，并将这些信息用于各种应用，如监控安全、人机交互、内容检索等。

研究热点：动作识别与行为理解；视频内容检索；自动视频编辑与生成。

示例论文：Multi-granularity Correspondence Learning from Noisy Instructional Videos

全文下载：https://openreview.net/pdf?id=9Cu8MRmhq2

(8) 机器人

基本概念：机器人是一种能够自动执行任务的机械设备，通常能够通过计算机程序或电子控制系统进行控制。它们可以接收来自环境的数据，并根据这些数据做出响应。机器人学涵盖了设计、制造、操作机器人的各个方面。此外，该领域还包括机器人如何感知环境、处理信息、执行动作、以及与人类或其它机器人进行交互。

研究热点：人机交互；自主导航与探索；边缘计算与物联网。

示例论文：ASID: Active Exploration for System Identification and Reconstruction in Robotic Manipulation

全文下载：https://openreview.net/pdf?id=jNR6s6OSBT

(9) 模型压缩

基本概念：模型压缩是一系列技术和方法的总称。通过模型压缩，可以减少模型所需的存储空间，降低计算复杂度和能耗，从而使深度学习模型（特别是大模型）能够在资源受限的设备上运行，且性能不会明显下降。

研究热点：知识蒸馏；参数压缩和共享；大模型量化技术。

示例论文：LoftQ: LoRA-Fine-Tuning-aware Quantization for Large Language Models