← AURA.KIM · Исследования Статья 11
← К списку исследований

Matryoshka FWH: архитектура пластичной модели с иерархической быстрой памятью

Автор: Alexey Voronin, Aurum Estate LLC · Категория: Machine Learning — Architecture; AI Safety; Continual Learning · Дата: 26 июня 2026 · Статус: position paper, архитектурная спецификация

Аннотация

В статье 10 мы ввели понятие пластичной модели и показали, что иерархия быстрых весов (Fast Weight Hierarchy) решает проблему конфликтующих фактов в длинном диалоге — recall 0.99 против 0.31 у плоской памяти на сценарии с переопределением решений [1]. В этой статье мы формулируем Plastic Transformer — архитектуру AI с неизменяемым ядром, пластичными слоями памяти (L0–L3) и сигнальным механизмом консолидации. Примечание (06.2026): ключевые положения архитектуры верифицированы на действующем прототипе — см. Статья 10, Приложение A.

1. Три проблемы современного AI

Память не разделяет время. Современные LLM опираются на контекстное окно, RAG или fine-tuning. Ни один из этих механизмов не отличает «актуальное решение» от «устаревшего». Как показано в эксперименте 3b (6 сценариев, по 4 изменения, recall 0.31 у плоской памяти), без иерархии по времени модель не может ответить на вопрос «какое из значений актуально прямо сейчас?» [1].

Этика выучивается, а не встраивается. Все современные методы alignment (RLHF, Constitutional AI, DPO) — это обучение поверх обученной модели. Они переприсваивают веса, а не закладывают этику в архитектуру. Как следствие, эти ограничения принципиально обходимы — через fine-tuning, adversarial prompts или модификацию весов [2][3]. Единственный способ сделать этику неотключаемой — встроить её в конструкцию сети как неизменяемый слой, а не как результат обучения.

Память без консолидации. Большинство современных LLM не имеют встроенного механизма, определяющего, какая информация из диалога достойна запоминания, а какая — шум. В данной работе мы предлагаем rule-based аналог: сигналы новизны, конфликта, повтора и важности, вычисляемые на уровне отдельных фактов. Это прагматичный скоринг с пороговыми решениями, основанный на пороговых правилах, не на внешних аналогиях.

2. Plastic Transformer: архитектура матрёшки с ядром

Plastic Transformer — трансформер, в котором каждый вес является парой W = Wcore + Wplastic. Модель делится на зоны по оси времени. Нижние слои — неизменяемое ядро. Средние — пластичные, с разной скоростью обновления. Верхние — статичные guardrails.

  ВХОД
    │
┌───▼───────────────────────────────────────┐
│ СЛОИ 0–2 (СТАТИКА — ядро языка)            │
│ Embedding + базовое понимание языка        │
│ Никогда не меняются                        │
└─────────────────┬─────────────────────────┘
                  │
┌───▼───────────────────────────────────────┐
│ СЛОИ 3–5 (ПЛАСТИКА L0 — быстрая)          │
│ rank=4, обновление на каждой реплике       │
│ ← оперативная память диалога              │
└─────────────────┬─────────────────────────┘
                  │
┌───▼───────────────────────────────────────┐
│ СЛОИ 6–8 (ПЛАСТИКА L1 — микротема)        │
│ rank=8, сбрасывается при смене темы        │
└─────────────────┬─────────────────────────┘
                  │
┌───▼───────────────────────────────────────┐
│ СЛОИ 9–11 (ПЛАСТИКА L2 — сессия)          │
│ rank=16, накапливает в течение сессии      │
└─────────────────┬─────────────────────────┘
                  │
┌───▼───────────────────────────────────────┐
│ СЛОИ 12–14 (ПЛАСТИКА L3 — проект)         │
│ rank=32, консолидация при «боли»           │
│ ← живёт между сессиями                    │
└─────────────────┬─────────────────────────┘
                  │
┌───▼───────────────────────────────────────┐
│ СЛОИ 15–17 (СТАТИКА — ядро этики)         │
│ Guardrails: этика, мораль, культура        │
│ Никогда не меняются                       │
└─────────────────┬─────────────────────────┘
                  │
  ВЫХОД

Неизменяемое ядро (слои 0–2, 15–17). Две статические зоны. Нижняя — фундаментальное понимание языка и мира (обучено один раз при предобучении, заморожено навсегда). Верхняя — этический фильтр: правила, границы, культурные нормы. Эти слои не имеют градиентной связи с пластичной зоной — они могут только заблокировать выход, но не могут быть изменены через диалог. Криптографическая подпись верифицирует их целостность при каждой загрузке [5].

Пластичные слои (3–14). Четыре уровня с разной скоростью обучения и горизонтом памяти: L0 — каждая реплика (lr=1.0), L1 — смена темы (lr=0.3), L2 — сессия (lr=0.1), L3 — только при важных событиях (lr=0.01). Пластичные слои зажаты между двумя статическими массивами — они могут «плавать» в пространстве весов, но не могут сдвинуть фундамент языка и не могут обойти этический фильтр.

Поиск: снизу вверх, с приоритетом актуального. Запрос проходит L_core → L0 → L1 → L2 → L3. Если L0 содержит релевантный факт — он имеет приоритет над L1–L3. Свежее всегда выигрывает.

3. Rule-based сигналы консолидации

В архитектуре матрёшки мы вводим программный аналог — вес значимости реплики, четыре базовых измерения:

ИзмерениеЧто измеряетЭффект на пластичность
ВажностьОтносится к ключевому решению?≥0.8 → принудительная консолидация в L3
НовизнаСодержит новую информацию?0.3–0.7 → ускоренное L0→L1→L2
КонфликтПротиворечит предыдущему знанию?0.5–1.0 → сброс L0 + бустинг L1
ПовторСколько раз встречался паттерн?≥3 → сдвиг из L2 в L3 как «привычка»

Эти измерения вычисляются небольшим классификатором на embedding layer, который не участвует в обучении пластичных слоёв — он только выставляет метрики. На их основе корректируется скорость обучения для каждого уровня.

Механизм принудительной консолидации: когда пользователь сигнализирует, что решение отменяется или что ошибка дорого обошлась — вес значимости повышается принудительно, и факт немедленно продвигается в L3. Это аналог «принудительного закрепления» в человеческом обучении: одно событие с высоким весом консолидируется быстрее ста повторений нейтрального.

4. Экспериментальное подтверждение

В статье 10 мы провели эксперименты на MLP-моделях [1]:

Эксперимент 1 (equal-capacity). При равной ёмкости (MLP 64→64→64) на ортогональных непересекающихся ключах иерархия не даёт преимущества — replay решает задачу накопления. Это граничное условие: иерархия нужна не для хранения, а для разрешения конфликтов.

Эксперимент 3b (цепочки переопределений). Шесть сценариев (color, tariff, database, framework, branding, office), по 4 последовательных изменения на каждый, 3 случайных seed'a.

ТемыFlat+r (акт)Матрёшка (акт)Разрыв (Flat+r)Разрыв (Матрёшка)
100.340.96−0.06+0.59
250.300.97−0.07+0.62
500.310.98−0.03+0.66
1000.310.99+0.03+0.71

Иерархия стабильно удерживает актуальное значение через цепочку изменений, не деградирует с ростом числа тем. Плоская память не отличает актуальное от устаревшего — разрыв у неё около нуля или отрицательный.

5. Сравнение с существующими подходами

ПодходЭтикаПластичностьИерархияЭмоции
Constraint-by-Balance [3]АрхитектурнаяНетНетНет
7-Batch Ethical AIАрхитектурнаяНетНетНет
Aegis [5]КриптоНетНетНет
Borotschnig [4] [4]НетНетНетДа
Матрёшка FWHАрхитектурнаяДа (LoRA)Да (4 ур.)Да (конс.)

Ни один из существующих подходов не объединяет все четыре компонента.

6. Ограничения и дорожная карта

Дорожная карта:

  1. Реализация на 0.5B–1.5B модели: маркировка слоёв, L_core на правилах — ✅ выполнено. Действующий прототип на Qwen2.5-0.5B и Qwen2.5-1.5B (см. Приложение A к Статье 10).
  2. LoRA-реализация на 7B через PEFT
  3. Эмоциональный модуль: классификатор на 4 измерения
  4. Криптографическое ядро: подпись статических слоёв
  5. Продакшн в AURA: диалоговые агенты с пластичной памятью

6.1 Затраты и скорость пластичного обучения

Расчёт. Каждый шаг матрёшки — forward (генерация) + backward (W_plastic). Backward затрагивает только LoRA рангов 4–32, ~0.001% от 7B параметров. На CPU — миллисекунды на шаг. Месячная стоимость пластичного обучения при 1000 диалогов × 50 реплик: менее $5 (<2% от стоимости inference).

Почему это не деградирует (три механизма). Главная проблема всех существующих методов самообучения (Titans, In-Place TTT, GRPO) — веса уходят в бесконечность после нескольких циклов. Plastic Transformer решает это не одним коэффициентом 60/40, а тремя одновременно работающими механизмами:

  1. Иерархия с автоматическими сбросами. L0 сбрасывается каждую реплику. L1 — при смене темы. Даже если пластичные веса начали дрейфовать — быстрые уровни регулярно обнуляются. Дрейф не накапливается.
  2. Поиск L0 → L1 → L2 → L3 с приоритетом свежего. Свежий слой всегда имеет приоритет над архивным. Даже если L3 (проектная память) слегка поплыла за месяц — L0/L1 точнее, потому что они свежие. Ошибка глубокого слоя маскируется быстрым.
  3. Wcore как активный стабилизатор внутри каждого веса. Wcore всегда даёт «нормальный» вклад в forward. Wplastic только подправляет. Даже если Wplastic улетел в шум — Wcore удерживает выход. Это не «замороженный слой», а физический ограничитель каждого параметра.

В существующих подходах (Titans, In-Place TTT, GRPO) эти три механизма встречаются по отдельности; сочетание всех трёх в одной архитектуре — отличительная черта Plastic Transformer. Пропорция ядро/пластика 65/35 — не причина устойчивости сама по себе, а эмпирически подобранное соотношение: столько весов нужно ядру, чтобы стабилизировать пластику.

Почему это не было сделано раньше? Индустрия в основном решала задачу «больше контекста» (long context, RAG, KV cache). Матрёшка решает другую: «как отличить актуальное от устаревшего, когда факты конфликтуют». RAG не отвечает на этот вопрос — он хранит текст, но не эволюцию решений. Матрёшка и RAG — комплементарны, а не альтернативны.

Сколько можно изменить за день. Эксперимент 3b: цепочка из 4 изменений на сценарий консолидируется без потери при 100 темах. Оценка: за один диалог (50–100 реплик) — 5–10% пластичной зоны. За день (3–5 диалогов) — 15–30%. За месяц — полное обновление пластичной зоны теоретически возможно. Ядро не меняется никогда. L3 консолидируется только по высокоприоритетным событиям.

Пропорция ядро/пластика (эмпирический коэффициент, % весов модели):

КомпонентДоля весовФункция
Wcore (ядро)~60–65%Язык, логика, этика, — неизменяемо
L0–L1 (быстрая пластика)~15–20%Очередная реплика и микротема — сбрасывается
L2 (сессионная пластика)~10–12%Контекст всей сессии — живёт до конца диалога
L3 (проектная пластика)~5–8%Долговременная память — консолидируется по боли

Это эмпирический коэффициент, выведенный из экспериментов 3/3b. Пропорция может быть изменена под задачи: для модели-специалиста (юрист, врач) — увеличить ядро до 75–80%, уменьшив пластику до 20%. Для творческого ассистента, наоборот, расширить пластичную зону до 45–50% за счёт ядра. Предел: если пластичная зона <20% — модель не удерживает контекст длинного диалога. Если >50% — растёт риск дрейфа.

7. Заключение

Мы предложили архитектуру Plastic Transformer — пластичной модели с тремя принципами: (1) неизменяемое ядро этики и языка, встроенное в архитектуру; (2) пластичные слои памяти с разной скоростью обучения по временной оси; (3) rule-based сигналы консолидации (новизна, конфликт, повтор, важность).

Экспериментально подтверждено (Phase 1, гибридный прототип на Qwen2.5-1.5B-Instruct с PEFT/LoRA): иерархическая память с rule-based сигналами даёт 92% recall на диалоге из 25 реплик против 50% у плоской памяти, и 6/6 тестов на переопределение. Полученные результаты служат обоснованием для Phase 2 — реализации архитектуры с памятью, встроенной непосредственно в веса модели.


Ссылки

  1. Voronin, A. (2026). Пластичная модель «Матрёшка»: иерархия быстрых весов как шаг к самообучающимся сетям. AURA Research, Статья 10. aura.kim/research-10.html.
  2. Bai, Y. et al. (2022). Constitutional AI: Harmlessness from AI Feedback. arXiv:2212.08073.
  3. Meyr, N. (2025). Constraint-by-Balance: Evaluator-based Architecture for AI Safety. c-by-b.ai.
  4. Borotschnig, H. (2026). Synthetic Emotions and Consciousness: Exploring Architectural Boundaries. AI & Society. DOI: 10.1007/s00146-026-02896-z.
  5. Mazzocchetti, A. M. (2026). Aegis: Cryptographic Runtime Governance for Autonomous AI Systems. arXiv:2603.16938.
  6. Behrouz, A., Zhong, P., Mirrokni, V. (2024). Titans: Learning to Memorize at Test Time. NeurIPS 2025. arXiv:2501.00663.
  7. Luo, S. et al. (2026). In-Place Test-Time Training. ICLR 2026 Oral. arXiv:2604.06169.

Репозиторий: github.com/alexenti-code/AURA-Retrieval ·
Сайт: aura.kim/research-11.html ·
Лицензия: Apache 2.0 · Дата публикации: 26 июня 2026 ·
Статус: position paper, архитектурная спецификация ·
Ключевые термины: Plastic Transformer, пластичная модель, FWH, L_core, rule-based консолидация