论文

Motif-Mamba:用网络模体改善长程序列建模

Motif-Mamba: network motif improved mamba for long-range sequence modeling

摘要

长序列建模仍然是大语言模型的核心挑战,因为自注意力机制随序列长度呈平方级增长。Mamba 提供了一种线性时间的替代方案,通过选择性状态空间循环,但其主要的对角状态过渡限制了对状态维度的显式交互。我们提出 Motif-Mamba,这是一种结构化的状态空间模型,通过在 Mamba 中添加一个受模体约束的低秩循环路径来增强。灵感来源于三节点网络模体的动力学,该路径将隐藏状态投影到一个紧凑的动态子空间,施加模体引导的交互,并将结果映射回原始状态空间。这种设计增强了跨维度的通信,同时保留了 Mamba 的线性时间循环结构。在长序列扩展、语言建模基准和脑机接口解码等实验中,Motif-Mamba 骨干模型表现出一致的改进,表明模体引导的低秩动态为长距离序列建模提供了有效的结构先验。

Motif-Mamba:用网络模体改善长程序列建模:论文配图
图1:Motif-Mamba 概览。(A) 在标准 Mamba 状态更新中加入受模体约束的耦合项。(B) Motif-Mamba 架构:输入经过选择性状态空间模型路径;受模体约束的低秩矩阵 M=M_I M_J 提供额外的循环耦合路径,实现高效的跨维度状态交互。(C) 用三节点模体描述局部连接模式。(D) 将学习矩阵的模体统计与目标统计比较,形成模体损失,从而联合优化结构约束与任务目标。