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97df2ae e26f4cc 97df2ae e26f4cc 97df2ae e26f4cc 97df2ae e26f4cc 97df2ae e26f4cc 97df2ae e26f4cc 97df2ae e26f4cc 97df2ae e26f4cc 97df2ae e26f4cc 97df2ae e26f4cc 97df2ae e26f4cc 97df2ae bb2363d d444358 4dbc907 bb2363d d444358 | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 631 632 633 634 635 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 646 647 648 649 650 651 652 653 654 655 656 657 658 659 660 661 662 663 664 665 666 667 668 669 670 671 672 673 674 675 676 677 678 679 680 681 682 683 684 685 686 687 688 689 690 691 692 693 694 695 696 697 698 699 700 701 702 703 704 705 706 707 708 709 710 711 712 713 714 715 716 717 718 719 720 721 722 723 724 725 726 727 728 729 730 731 732 733 734 735 736 737 738 739 740 741 742 743 744 745 746 747 748 749 750 751 752 753 754 755 756 757 758 759 760 761 762 763 764 765 766 767 768 769 770 771 772 773 774 775 776 777 778 779 780 781 782 783 784 785 786 787 788 789 790 791 792 793 794 795 796 797 798 799 800 801 802 803 804 805 806 807 808 809 810 811 812 813 814 815 816 817 818 819 820 821 822 823 824 825 826 827 828 829 830 831 832 833 834 | //! Controlador de hiperparâmetros automatizado (pedido do usuário: "ajustes
//! automatizados de todos hiper parâmetros"). TODA decisão é registrada na
//! telemetria com motivo (auditável).
//!
//! - LR: aquecimento → cosseno; plateau (paciência) → ×fator; divergência
//! (NaN ou perda > 2× mínimo EMA) → ×0,3 + rollback do estado;
//! - λ (âncora, Teo 29.2): hipergradiente exato;
//! - ε da corrupção (Teo C.3(ii)): calibra pela taxa de erro por nível em
//! validação (cobertura — "calibrar ρ tal que erro ≤ ρ");
//! - clip: adapta ao percentil da norma de gradiente;
//! - τ do GSQ: agenda analítica (Teo 30.6) — no tokenizador.
use crate::telemetria::TelemetryHub;
pub struct Controlador {
pub lr_base: f64,
pub lr_corrente: f64,
pub aquecimento: usize,
pub passos_totais: usize,
pub paciencia_plateau: usize,
pub fator_plateau: f64,
pub minimo_ema: f64,
pub passos_sem_melhora: usize,
pub clip: f64,
pub clip_percentil: f64,
pub normas_grad: Vec<f64>,
pub lambda_ancora: crate::perdas::LambdaAncora,
pub epsilon_corrupcao: f64,
}
impl Controlador {
pub fn novo(lr_base: f64, aquecimento: usize, passos_totais: usize, paciencia: usize, fator: f64, rho_ancora: f64) -> Self {
Controlador {
lr_base,
lr_corrente: lr_base,
aquecimento,
passos_totais,
paciencia_plateau: paciencia,
fator_plateau: fator,
minimo_ema: f64::INFINITY,
passos_sem_melhora: 0,
clip: 1.0,
clip_percentil: 90.0,
normas_grad: Vec::new(),
lambda_ancora: crate::perdas::LambdaAncora::novo(rho_ancora),
epsilon_corrupcao: 0.15,
}
}
/// LR do passo (aquecimento → cosseno com decaimentos por plateau).
pub fn lr_passo(&mut self, passo: usize, perda: f64, hub: &mut TelemetryHub) -> f64 {
// divergência?
if !perda.is_finite() || perda > 2.0 * self.minimo_ema {
let de = self.lr_corrente;
self.lr_corrente *= 0.3;
hub.ajuste("lr", de, self.lr_corrente,
&format!("divergência detectada (perda {perda:.3e} vs mínimo EMA {:.3e})", self.minimo_ema));
self.passos_sem_melhora = 0;
return self.lr_corrente;
}
// rastreio de mínimo (EMA implícito pela suavização do próprio valor)
if perda < self.minimo_ema * 0.999 {
self.minimo_ema = self.minimo_ema.min(perda);
self.passos_sem_melhora = 0;
} else {
self.passos_sem_melhora += 1;
}
// plateau
if self.paciencia_plateau > 0 && self.passos_sem_melhora >= self.paciencia_plateau {
let de = self.lr_corrente;
self.lr_corrente *= self.fator_plateau;
hub.ajuste("lr", de, self.lr_corrente,
&format!("plateau: {} passos sem melhora", self.passos_sem_melhora));
self.passos_sem_melhora = 0;
}
// programação base: aquecimento + cosseno
let p = passo as f64;
let lr_prog = if p < self.aquecimento as f64 {
self.lr_base * (p + 1.0) / self.aquecimento.max(1) as f64
} else {
let t = (p - self.aquecimento as f64) / (self.passos_totais_clamped() - self.aquecimento).max(1) as f64;
let cosseno = 0.5 * (1.0 + (std::f64::consts::PI * t.min(1.0)).cos());
self.lr_base * (0.1 + 0.9 * cosseno)
};
// o menor entre a programação e o teto pós-plateau
self.lr_corrente = self.lr_corrente.min(lr_prog).max(self.lr_base * 0.01);
self.lr_corrente
}
fn passos_totais_clamped(&self) -> usize {
self.passos_totais.max(self.aquecimento + 1)
}
/// Clip adaptativo: percentil das normas recentes (mín. 0,25).
pub fn clip_corrente(&mut self, hub: &mut TelemetryHub) -> f64 {
if self.normas_grad.len() >= 32 {
let mut v = self.normas_grad.clone();
v.sort_by(|a, b| a.partial_cmp(b).unwrap());
let idx = ((self.clip_percentil / 100.0) * (v.len() - 1) as f64).round() as usize;
let novo = v[idx.min(v.len() - 1)].max(0.25);
if (novo - self.clip).abs() / self.clip > 0.3 {
hub.ajuste("clip", self.clip, novo, "percentil 90 das normas de gradiente (janela 32)");
self.clip = novo;
}
}
self.clip
}
pub fn registrar_norma(&mut self, n: f64) {
self.normas_grad.push(n);
if self.normas_grad.len() > 256 {
self.normas_grad.remove(0);
}
}
/// ε da corrupção (C.3(ii)): sobe se a taxa de erro por nível em validação
/// excede ε (cobertura insuficiente), desce lentamente caso contrário.
pub fn calibrar_epsilon(&mut self, taxa_erro_por_nivel: f64, hub: &mut TelemetryHub) -> f64 {
let de = self.epsilon_corrupcao;
if taxa_erro_por_nivel > self.epsilon_corrupcao + 0.02 {
self.epsilon_corrupcao = (self.epsilon_corrupcao + 0.02).min(0.35);
} else if taxa_erro_por_nivel < self.epsilon_corrupcao * 0.5 {
self.epsilon_corrupcao = (self.epsilon_corrupcao - 0.01).max(0.05);
}
if (de - self.epsilon_corrupcao).abs() > 1e-9 {
hub.ajuste("corrupcao_epsilon", de, self.epsilon_corrupcao,
&format!("cobertura C.3(ii): taxa de erro por nível medida {:.3}", taxa_erro_por_nivel));
}
self.epsilon_corrupcao
}
}
// ---------------------------------------------------------------------------
// v0.6.0 — AUTOAJUSTE DO PENSAMENTO POR TELEMETRIA (r-21 §3.5 fechado)
// ---------------------------------------------------------------------------
/// Regras de autoajuste dos hiperparâmetros do Pensamento, CADA UMA com
/// garantia matemática (provas completas em r-26):
///
/// - **A-1 (τ_c por quantil DKW):** `τ_c = quantil_{1−ε}` das confianças
/// calibradas retidas ⇒ taxa de erro do "aceitar" ≤ ε + 2e^{−2nδ²}
/// (Dvoretzky–Kiefer–Wolfowitz–Massart).
/// - **A-2 (B por análise marginal):** o ganho esperado por iteração decai
/// geometricamente (T-P4: potencial Φ = B − k); com ganho inicial Δ e
/// razão ρ̂ medida na telemetria, o B ótimo minimiza
/// `Custo(B) = c_iter·B − Δ·Σ_{k<B} ρ̂^k = c_iter·B − Δ(1−ρ̂^B)/(1−ρ̂)`
/// ⇒ `B* = ceil(log(c_iter(1−ρ̂)/Δ)/log(ρ̂))` quando a razão existe.
/// - **A-3 (N por Hoeffding + lema do acordo):** tentativas i.i.d. com
/// correção p ⇒ acordo par-a-par esperado `a = p² + (1−p)² = 1 − 2p(1−p)`
/// ⇒ `p̂ = (1 + √(2â − 1))/2` (raiz ≥ 1/2 da quadrática); para erro de
/// maioria ≤ δ: `N ≥ ln(1/δ) / (2(p̂ − 1/2)²)` (Hoeffding).
/// - **A-5 (g por Bernstein empírico):** o gate sobe somente se o LIMITE
/// INFERIOR do ganho medido é positivo:
/// `média − √(2·variância·ln(2/α)/n) − 7ln(2/α)/(3(n−1)) > 0`.
pub struct AutoAjustePensamento {
pub tau_c: f64,
pub orcamento_b: usize,
pub n_tentativas: usize,
pub gate_g: f64,
/// histórico de confianças calibradas retidas (para A-1)
pub confs_retidas: Vec<f64>,
/// ganho de confiança por iteração do ciclo d (para A-2)
pub ganhos_por_iteracao: Vec<f64>,
/// acordos par-a-par observados (para A-3)
pub acordos: Vec<f64>,
/// ganhos atribuídos ao gate (para A-5)
pub ganhos_gate: Vec<f64>,
}
impl AutoAjustePensamento {
pub fn novo(tau_c_inicial: f64, b_inicial: usize, n_inicial: usize) -> Self {
AutoAjustePensamento {
tau_c: tau_c_inicial,
orcamento_b: b_inicial,
n_tentativas: n_inicial,
gate_g: 0.0,
confs_retidas: Vec::new(),
ganhos_por_iteracao: Vec::new(),
acordos: Vec::new(),
ganhos_gate: Vec::new(),
}
}
/// **A-1:** reajusta τ_c pelo quantil 1−ε das confianças retidas.
pub fn ajustar_tau_c(&mut self, epsilon: f64, hub: &mut TelemetryHub) -> f64 {
if self.confs_retidas.len() < 32 {
return self.tau_c; // amostra insuficiente — mantém (honesto)
}
let mut v = self.confs_retidas.clone();
v.sort_by(|a, b| a.partial_cmp(b).unwrap());
let idx = (((1.0 - epsilon.clamp(0.0, 0.5)) * v.len() as f64).ceil() as usize)
.saturating_sub(1)
.min(v.len() - 1);
let novo = v[idx];
if (novo - self.tau_c).abs() > 1e-6 {
hub.ajuste("pensamento_tau_c", self.tau_c, novo, &format!(
"A-1 quantil DKW 1−ε (ε={epsilon:.2}, n={})", v.len()));
self.tau_c = novo;
}
self.tau_c
}
/// **A-2:** reajusta o orçamento B pela análise marginal do ganho medido.
pub fn ajustar_orcamento(&mut self, custo_iter_relativo: f64, hub: &mut TelemetryHub) -> usize {
if self.ganhos_por_iteracao.len() < 8 {
return self.orcamento_b;
}
// razão geométrica média ρ̂ entre ganhos consecutivos positivos
let mut razoes = Vec::new();
for w in self.ganhos_por_iteracao.windows(2) {
if w[0] > 1e-9 && w[1] >= 0.0 {
razoes.push(((w[1] / w[0]) as f64).clamp(0.0, 0.999));
}
}
if razoes.len() < 4 {
return self.orcamento_b;
}
razoes.sort_by(|a, b| a.partial_cmp(b).unwrap());
let rho = razoes[razoes.len() / 2]; // mediana (robusto)
let delta0 = self.ganhos_por_iteracao.iter().cloned().fold(f64::MIN, f64::max).max(1e-9);
// B* = ceil( ln(c·(1−ρ)/Δ) / ln(ρ) ) — ótimo do custo marginal
let b_otimo = ((custo_iter_relativo * (1.0 - rho) / delta0).ln() / rho.ln())
.ceil()
.clamp(1.0, 16.0) as usize;
if b_otimo != self.orcamento_b {
hub.ajuste("pensamento_orcamento_b", self.orcamento_b as f64, b_otimo as f64, &format!(
"A-2 análise marginal (ρ̂={rho:.3}, Δ₀={delta0:.4}, c={custo_iter_relativo:.3})"));
self.orcamento_b = b_otimo;
}
self.orcamento_b
}
/// **A-3:** reajusta N pelo estimador do acordo + Hoeffding.
pub fn ajustar_n(&mut self, delta_erro: f64, n_max: usize, hub: &mut TelemetryHub) -> usize {
if self.acordos.len() < 16 {
return self.n_tentativas;
}
let mut v = self.acordos.clone();
v.sort_by(|a, b| a.partial_cmp(b).unwrap());
let a_med = v[v.len() / 2];
// lema do acordo: a = p² + (1−p)² ⇒ p = (1 + √(2a−1))/2 (a ≥ 1/2)
let p_chapeu = if a_med >= 0.5 {
(1.0 + (2.0 * a_med - 1.0).sqrt().min(1.0)) / 2.0
} else {
0.5 // acordo < 1/2: tentativas anti-correlacionadas — p̂ = 1/2 (pior caso honesto)
};
let margem = (p_chapeu - 0.5).max(1e-3);
// N ≥ ln(1/δ) / (2(p̂−1/2)²) — note ln(1/δ) = −ln(δ) > 0 para δ < 1
let n_necessario = ((1.0 / delta_erro).ln() / (2.0 * margem * margem)).ceil().max(1.0) as usize;
let novo = n_necessario.clamp(1, n_max);
if novo != self.n_tentativas {
hub.ajuste("pensamento_n_tentativas", self.n_tentativas as f64, novo as f64, &format!(
"A-3 Hoeffding+acordo (â={a_med:.3} ⇒ p̂={p_chapeu:.3}, δ={delta_erro:.2})"));
self.n_tentativas = novo;
}
self.n_tentativas
}
/// **A-5:** gate sobe somente com LCB positivo (Bernstein empírico).
pub fn ajustar_gate(&mut self, ganho_amostral: f64, alfa: f64, hub: &mut TelemetryHub) -> f64 {
self.ganhos_gate.push(ganho_amostral);
if self.ganhos_gate.len() < 16 {
return self.gate_g;
}
let n = self.ganhos_gate.len() as f64;
let media: f64 = self.ganhos_gate.iter().sum::<f64>() / n;
let var: f64 =
self.ganhos_gate.iter().map(|x| (x - media) * (x - media)).sum::<f64>() / (n - 1.0);
let lcb = media
- (2.0 * var * (2.0 / alfa).ln() / n).sqrt()
- 7.0 * (2.0 / alfa).ln() / (3.0 * (n - 1.0));
if lcb > 0.0 {
let novo = (self.gate_g + 0.1).min(1.0);
if novo != self.gate_g {
hub.ajuste("pensamento_gate_g", self.gate_g, novo, &format!(
"A-5 Bernstein empírico (LCB={lcb:.4} > 0, média={media:.4})"));
self.gate_g = novo;
}
} else if lcb < -0.05 && self.gate_g > 0.0 {
let novo = (self.gate_g - 0.1).max(0.0);
hub.ajuste("pensamento_gate_g", self.gate_g, novo, &format!(
"A-5 Bernstein empírico (LCB={lcb:.4} < 0 — recua)"));
self.gate_g = novo;
}
self.gate_g
}
}
// ---------------------------------------------------------------------------
// v0.6.0 — seleção de arquitetura por UCB1 (A-4)
// ---------------------------------------------------------------------------
/// **A-4 (UCB1 — Auer et al. 2002):** braços = variantes de arquitetura;
/// recompensa = mécanismo de qualidade medido na telemetria. O seletor
/// joga o braço com maior `r̄_a + √(2 ln T / n_a)`; arrependimento
/// `R_T ≤ Σ_{a≠*} 8 ln T / Δ_a + (1 + π²/3)` — sublinear em T.
pub struct Ucb1 {
pub nomes: Vec<String>,
pub somas: Vec<f64>,
pub contagens: Vec<u64>,
pub t: u64,
}
impl Ucb1 {
pub fn novo(nomes: Vec<String>) -> Self {
let n = nomes.len();
Ucb1 { nomes, somas: vec![0.0; n], contagens: vec![0; n], t: 0 }
}
/// Escolhe o braço (cada braço é jogado 1× antes da exploração).
pub fn escolher(&self) -> usize {
for (i, &c) in self.contagens.iter().enumerate() {
if c == 0 {
return i;
}
}
let ln_t = (self.t as f64).ln();
let mut melhor = 0usize;
let mut melhor_ucb = f64::NEG_INFINITY;
for i in 0..self.nomes.len() {
let media = self.somas[i] / self.contagens[i] as f64;
let ucb = media + (2.0 * ln_t / self.contagens[i] as f64).sqrt();
if ucb > melhor_ucb {
melhor_ucb = ucb;
melhor = i;
}
}
melhor
}
pub fn registrar(&mut self, braco: usize, recompensa: f64) {
self.somas[braco] += recompensa;
self.contagens[braco] += 1;
self.t += 1;
}
pub fn medias(&self) -> Vec<f64> {
self.contagens
.iter()
.zip(self.somas.iter())
.map(|(&c, &s)| if c > 0 { s / c as f64 } else { 0.0 })
.collect()
}
/// Arrependimento empírico vs. melhor braço a posteriori (auditoria).
pub fn arrependimento_empirico(&self) -> f64 {
let medias = self.medias();
let melhor = medias.iter().cloned().fold(f64::NEG_INFINITY, f64::max);
self.contagens
.iter()
.zip(medias.iter())
.map(|(&c, &m)| c as f64 * (melhor - m))
.sum()
}
}
// ---------------------------------------------------------------------------
// v0.9.0 — Thompson Sampling (crítica Qwen3.8 C; provas T-TS1/T-TS2 em
// r-34 §7) — alternativa À UCB1, aditiva (nenhuma removida)
// ---------------------------------------------------------------------------
/// **T-TS1 (Thompson Sampling Beta-Bernoulli):** mantém posteriores
/// Beta(α_a, β_a) por braço; a cada passo amostra θ_a ~ Beta(α_a, β_a) e joga
/// argmax θ_a. Propriedades:
///
/// 1. **Posterior exata**: com prior Beta(1,1) e recompensas Bernoulli, a
/// posterior é Beta(1+s_a, 1+f_a) — conjugação clássica;
/// 2. **Concentração**: α_a/(α_a+β_a) → p_a com desvio O(√(ln t/t)) — a
/// variância da Beta decresce como 1/(α+β), e α+β cresce linearmente nos
/// jogados;
/// 3. **Arrependimento logarítmico assintótico** (Agrawal & Goyal 2012,
/// teorema 1 para Beta-Bernoulli TS): E[R_T] = O(Σ_a Δ_a·ln T/kl_a) —
/// instância-ótimo no regime assintótico (constantes melhores que UCB1
/// na prática; UCB1 tem a cota finita-tempo limpa de Auer — os dois
/// coexistem aqui);
/// 4. **Recompensas contínuas** via Bernoulli-ização: r ∈ [0,1] vira
/// sucesso ~ Bernoulli(r) (amostra u ~ U(0,1), sucesso ⟺ u < r) — a
/// técnica padrão que preserva as garantias de arrependimento para
/// recompensas em [0,1] (Agrawal & Goyal §1.2).
///
/// **Determinismo**: o amostrador é o `RngDeterministico` semeado — mesma
/// semente ⇒ mesma trajetória bit-a-bit (compatível com os gates S4-2).
pub struct ThompsonSampling {
pub nomes: Vec<String>,
pub alfas: Vec<f64>,
pub betas: Vec<f64>,
pub t: u64,
rng: crate::rng::RngDeterministico,
/// nº de amostragens que caíram no braço argmax (telemetria de
/// convergência do posterior).
pub sucessos: Vec<u64>,
pub jogadas: Vec<u64>,
}
impl ThompsonSampling {
pub fn novo(nomes: Vec<String>, semente: u64) -> Self {
let n = nomes.len();
ThompsonSampling {
nomes,
alfas: vec![1.0; n],
betas: vec![1.0; n],
t: 0,
rng: crate::rng::RngDeterministico::novo(semente),
sucessos: vec![0; n],
jogadas: vec![0; n],
}
}
/// Amostra θ_a ~ Beta(α_a, β_a) de cada braço e devolve o argmax
/// (desempate pelo menor índice — determinístico dado o RNG).
pub fn escolher(&mut self) -> usize {
let mut melhor = 0usize;
let mut melhor_theta = f64::NEG_INFINITY;
for i in 0..self.alfas.len() {
let theta = self.rng.beta(self.alfas[i], self.betas[i]);
if theta > melhor_theta {
melhor_theta = theta;
melhor = i;
}
}
melhor
}
/// Registra recompensa Bernoulli (sucesso/falha) — atualização conjugada.
pub fn registrar(&mut self, braco: usize, sucesso: bool) {
if sucesso {
self.alfas[braco] += 1.0;
self.sucessos[braco] += 1;
} else {
self.betas[braco] += 1.0;
}
self.jogadas[braco] += 1;
self.t += 1;
}
/// Recompensa contínua r ∈ [0,1] via Bernoulli-ização (T-TS1.4) —
/// preserva as garantias de arrependimento e mantém o posterior exato
/// na família Beta.
pub fn registrar_continuo(&mut self, braco: usize, recompensa: f64) {
let r = recompensa.clamp(0.0, 1.0);
let sucesso = self.rng.uniforme() < r;
self.registrar(braco, sucesso);
}
/// Médias posteriores α/(α+β) (estimativa pontual de p_a).
pub fn medias_posteriori(&self) -> Vec<f64> {
self.alfas
.iter()
.zip(self.betas.iter())
.map(|(&a, &b)| a / (a + b))
.collect()
}
/// Arrependimento empírico vs. melhor braço a posteriori (mesma métrica
/// de auditoria do Ucb1 — comparável diretamente).
pub fn arrependimento_empirico(&self, recompensas_verdadeiras: &[f64]) -> f64 {
let melhor = recompensas_verdadeiras
.iter()
.cloned()
.fold(f64::NEG_INFINITY, f64::max);
self.jogadas
.iter()
.zip(recompensas_verdadeiras.iter())
.map(|(&c, &p)| c as f64 * (melhor - p))
.sum()
}
}
// ---------------------------------------------------------------------------
// v0.7.0 — Auto-boost limitado dos SOMs + detecção de stop-learning
// (herdado da análise de BiGRU_T_version/som_auto_adjust.py — r-28 §2.2)
// ---------------------------------------------------------------------------
/// Auto-ajuste dos SOMs pelas métricas QE/TE com **tetos formais**:
/// α₀_ef ∈ [α₀, 2α₀] e σ₀_ef ∈ [σ₀, 2σ₀] — nunca abaixo do canônico
/// (piso FIX-3), no máximo 2× (evita divergência).
///
/// **Teo S-AB (boost limitado):** o mapa de atualização é SEM ESTADO e
/// limitado: α_eff = clamp(α₀·(1+0,3·qe)·(1−0,2·cross), α₀, 2α₀) — por
/// construção |α_eff − α₀| ≤ α₀ para QUALQUER entrada qe, cross ∈ [0,1]²
/// ⇒ o treinamento permanece no envelope de estabilidade do canônico
/// (recorrência limitada monotônica não diverge). ∎ (r-33 §2)
///
/// **Teo S-SL (stop-learning conservador):** a decisão de parar é função
/// da filtração observada (QE/TE/mortos/NaN por chunk) com 5 gatilhos
/// herdados e catalogados; parar cedo só REDUZ o custo (nunca degrada o
/// estado já aprendido — os pesos não são tocados pela decisão). ∎
pub struct AutoAjusteSom {
pub alfa0: f64,
pub sigma0: f64,
/// contadores de chunks consecutivos (stop-learning).
pub chunks_qe_critico: usize,
pub chunks_crossing_severo: usize,
pub chunks_nan: usize,
pub parado: bool,
pub motivo_parada: String,
}
impl AutoAjusteSom {
pub fn novo(alfa0: f64, sigma0: f64) -> Self {
AutoAjusteSom {
alfa0,
sigma0,
chunks_qe_critico: 0,
chunks_crossing_severo: 0,
chunks_nan: 0,
parado: false,
motivo_parada: String::new(),
}
}
/// Passo de auto-ajuste: devolve (α_eff, σ_eff) DENTRO dos tetos.
/// qe_norm/te_norm ∈ [0,1] (normalizados); cross ∈ [0,1] severidade.
pub fn passo(&mut self, qe_norm: f64, te_norm: f64, cross: f64) -> (f64, f64) {
let alfa = (self.alfa0 * (1.0 + 0.3 * qe_norm) * (1.0 - 0.2 * cross))
.clamp(self.alfa0, 2.0 * self.alfa0);
let sigma = (self.sigma0 * (1.0 + 0.4 * te_norm) + 0.25 * cross)
.clamp(self.sigma0, 2.0 * self.sigma0);
(alfa, sigma)
}
/// Stop-learning (5 gatilhos — BiGRU V6.5-V2 + V7, adaptados):
/// 1. colapso total com revival falhou (colapso=true, revival=false)
/// 2. QE estagnado em nível crítico por ≥ 5 chunks consecutivos
/// 3. neurônios mortos > 0,8 após revival
/// 4. todas as métricas NaN por 2 chunks
/// 5. crossing severo por ≥ 4 chunks consecutivos
pub fn avaliar_parada(
&mut self,
qe_norm: f64,
te_norm: f64,
fracao_mortos: f64,
colapso: bool,
revival_ok: bool,
nan_tudo: bool,
crossing_severo: bool,
) -> bool {
if self.parado {
return true;
}
// gatilho 2
self.chunks_qe_critico = if qe_norm > 0.9 { self.chunks_qe_critico + 1 } else { 0 };
// gatilho 5
self.chunks_crossing_severo = if crossing_severo {
self.chunks_crossing_severo + 1
} else {
0
};
// gatilho 4
self.chunks_nan = if nan_tudo { self.chunks_nan + 1 } else { 0 };
let _ = te_norm;
let motivo = if colapso && !revival_ok {
Some("colapso topológico com revival falhou")
} else if self.chunks_qe_critico >= 5 {
Some("QE estagnado em nível crítico por 5 chunks")
} else if fracao_mortos > 0.8 {
Some("neurônios mortos > 80% após revival")
} else if self.chunks_nan >= 2 {
Some("todas as métricas NaN por 2 chunks")
} else if self.chunks_crossing_severo >= 4 {
Some("crossing severo por 4 chunks (instabilidade crônica)")
} else {
None
};
if let Some(m) = motivo {
self.parado = true;
self.motivo_parada = m.to_string();
return true;
}
false
}
}
#[cfg(test)]
mod testes_v070 {
use super::*;
/// S-AB: tetos respeitados para entradas EXTREMAS.
#[test]
fn sab_tetos_dos_boosts() {
let mut a = AutoAjusteSom::novo(0.5, 1.0);
for (qe, te, cross) in [
(0.0f64, 0.0, 0.0),
(1.0, 1.0, 1.0),
(1.0, 0.0, 1.0),
(0.5, 0.5, 0.5),
] {
let (al, sg) = a.passo(qe, te, cross);
assert!(al >= 0.5 && al <= 1.0, "α_eff {al} ∈ [α₀, 2α₀]");
assert!(sg >= 1.0 && sg <= 2.0, "σ_eff {sg} ∈ [σ₀, 2σ₀]");
}
// QE alta sem crossing ⇒ α sobe
let (al, _) = a.passo(1.0, 0.0, 0.0);
assert!((al - 0.65).abs() < 1e-9, "α = α₀·1,3 = {al}");
// crossing puro ⇒ α recua ao piso mas nunca abaixo
let (al, _) = a.passo(0.0, 0.0, 1.0);
assert!((al - 0.5).abs() < 1e-9, "α no piso {al}");
}
/// S-SL: gatilhos disparam; pesos não são tocados pela decisão.
#[test]
fn ssl_stop_learning() {
let mut a = AutoAjusteSom::novo(0.5, 1.0);
// 5 chunks consecutivos de QE crítico ⇒ para
for _ in 0..4 {
assert!(!a.avaliar_parada(0.95, 0.1, 0.1, false, true, false, false));
}
assert!(a.avaliar_parada(0.95, 0.1, 0.1, false, true, false, false));
assert!(a.parado);
assert!(a.motivo_parada.contains("QE estagnado"));
// parado persiste
assert!(a.avaliar_parada(0.1, 0.1, 0.1, false, true, false, false));
// colapso imediato
let mut b = AutoAjusteSom::novo(0.5, 1.0);
assert!(b.avaliar_parada(0.1, 0.1, 0.1, true, false, false, false));
// NaN 2 chunks
let mut c = AutoAjusteSom::novo(0.5, 1.0);
assert!(!c.avaliar_parada(0.1, 0.1, 0.1, false, true, true, false));
assert!(c.avaliar_parada(0.1, 0.1, 0.1, false, true, true, false));
// reset do contador com QE bom
let mut d = AutoAjusteSom::novo(0.5, 1.0);
for _ in 0..3 {
d.avaliar_parada(0.95, 0.1, 0.1, false, true, false, false);
}
d.avaliar_parada(0.2, 0.1, 0.1, false, true, false, false); // reseta
assert_eq!(d.chunks_qe_critico, 0);
assert!(!d.parado);
}
}
#[cfg(test)]
mod testes_v060 {
use super::*;
#[test]
fn a1_tau_c_quantil() {
let mut hub = TelemetryHub::novo(None);
let mut aa = AutoAjustePensamento::novo(0.5, 4, 4);
// confianças uniformes [0,1): quantil 0.8 ≈ 0.8
let mut rng = crate::rng::RngDeterministico::novo(3);
for _ in 0..200 {
aa.confs_retidas.push(rng.uniforme());
}
let tau = aa.ajustar_tau_c(0.20, &mut hub);
assert!((tau - 0.8).abs() < 0.06, "quantil ~0.8 (τ={tau:.3})");
assert!(!hub.eventos_ajuste.is_empty(), "ajuste auditado");
}
#[test]
fn a3_lema_do_acordo() {
let mut hub = TelemetryHub::novo(None);
let mut aa = AutoAjustePensamento::novo(0.5, 4, 2);
// acordo alto (0.9) ⇒ p̂ ≈ (1+√0.8)/2 ≈ 0.947 ⇒ margem grande ⇒ N pequeno
for _ in 0..32 {
aa.acordos.push(0.9);
}
let n1 = aa.ajustar_n(0.05, 16, &mut hub);
// p̂ = (1+√0.8)/2 ≈ 0.947 ⇒ N ≥ ln(20)/(2·0.447²) ≈ 7.5 ⇒ 8
assert!(n1 <= 8, "acordo alto ⇒ N pequeno (N={n1})");
// acordo ~0.5 ⇒ p̂ = 0.5 ⇒ N = máximo
let mut aa2 = AutoAjustePensamento::novo(0.5, 4, 2);
for _ in 0..32 {
aa2.acordos.push(0.5);
}
let n2 = aa2.ajustar_n(0.05, 16, &mut hub);
assert_eq!(n2, 16, "p̂=1/2 ⇒ Hoeffding exige N = teto");
}
#[test]
fn a5_gate_somente_com_lcb_positivo() {
let mut hub = TelemetryHub::novo(None);
let mut aa = AutoAjustePensamento::novo(0.5, 4, 4);
// ganhos estáveis positivos (n=64: 3º termo de Bernstein = 7·ln(40)/189 ≈ 0.14
// ⇒ LCB = 0.30 − 0.14 > 0) ⇒ gate sobe
for _ in 0..64 {
aa.ajustar_gate(0.30, 0.05, &mut hub);
}
assert!(aa.gate_g > 0.0, "LCB positivo ⇒ gate sobe (g={})", aa.gate_g);
// ganhos negativos ⇒ gate recua
let mut aa2 = AutoAjustePensamento::novo(0.5, 4, 4);
aa2.gate_g = 0.5;
for _ in 0..64 {
aa2.ajustar_gate(-0.30, 0.05, &mut hub);
}
assert!(aa2.gate_g < 0.5, "LCB negativo ⇒ gate recua (g={})", aa2.gate_g);
}
#[test]
fn a4_ucb1_converge_para_o_melhor_braco() {
let mut u = Ucb1::novo(vec!["a".into(), "b".into(), "c".into()]);
let mut rng = crate::rng::RngDeterministico::novo(9);
// braço 1 é o melhor (recompensa média 0.9 vs 0.3/0.5)
for _ in 0..300 {
let braco = u.escolher();
let media = match braco { 0 => 0.3, 1 => 0.9, _ => 0.5 };
let r = (media + rng.normal(0.0, 0.05) as f64).clamp(0.0, 1.0);
u.registrar(braco, r);
}
assert_eq!(u.contagens.as_slice().position_max().unwrap(), 1, "UCB1 encontra o melhor braço");
assert!(u.arrependimento_empirico() / 300.0 < 0.15, "arrependimento médio pequeno");
}
#[test]
fn a2_orcamento_marginal() {
let mut hub = TelemetryHub::novo(None);
let mut aa = AutoAjustePensamento::novo(0.5, 8, 4);
// ganhos decaindo geometricamente ρ ≈ 0.5
for k in 0..12 {
aa.ganhos_por_iteracao.push(0.2 * 0.5f64.powi(k));
}
let b = aa.ajustar_orcamento(0.01, &mut hub);
assert!(b >= 1 && b <= 16, "B marginal finito (B={b})");
}
}
/// Extensão: posição do máximo (estável para testes).
trait PosMax {
fn position_max(&self) -> Option<usize>;
}
impl PosMax for [u64] {
fn position_max(&self) -> Option<usize> {
self.iter().enumerate().max_by_key(|(_, v)| **v).map(|(i, _)| i)
}
}
#[cfg(test)]
mod testes_v090 {
use super::*;
/// T-TS2 (falsificação do arrependimento): bandit sintético de 3 braços
/// com probabilidades conhecidas (0,9 / 0,6 / 0,3) — Thompson e UCB1
/// devem AMBOS concentrar jogadas no melhor braço e ter arrependimento
/// sublinear (bem abaixo do uniforme); Thompson com constante empírica
/// não-pior que 2× a do UCB1 (gate direcional, não teórico).
#[test]
fn ts_vs_ucb1_arrependimento() {
let ps = [0.9f64, 0.6, 0.3];
let melhor = 0usize;
let t_max = 4000u32;
let mut ts = ThompsonSampling::novo(
ps.iter().map(|p| format!("braço-{p}")).collect(),
101,
);
let mut u = Ucb1::novo(ps.iter().map(|p| format!("braço-{p}")).collect());
let mut rng = crate::rng::RngDeterministico::novo(202);
let (mut soma_ts, mut soma_u, mut soma_unif) = (0.0f64, 0.0f64, 0.0f64);
let (mut jogadas_ts_melhor, mut jogadas_u_melhor) = (0u32, 0u32);
for t in 0..t_max {
// Thompson
let k = ts.escolher();
let sucesso = rng.uniforme() < ps[k];
ts.registrar(k, sucesso);
soma_ts += (ps[melhor] - ps[k]) as f64;
if k == melhor {
jogadas_ts_melhor += 1;
}
// UCB1
let k2 = u.escolher();
let sucesso2 = rng.uniforme() < ps[k2];
u.registrar(k2, if sucesso2 { 1.0 } else { 0.0 });
soma_u += (ps[melhor] - ps[k2]) as f64;
if k2 == melhor {
jogadas_u_melhor += 1;
}
// uniforme (referência de nenhuma aprendizagem)
let k3 = t as usize % ps.len();
soma_unif += (ps[melhor] - ps[k3]) as f64;
}
// ambos aprendem: arrependimento médio despenca vs uniforme
let (r_ts, r_u, r_unif) = (soma_ts / t_max as f64, soma_u / t_max as f64, soma_unif / t_max as f64);
assert!(
r_ts < 0.5 * r_unif && r_u < 0.5 * r_unif,
"TS {r_ts} / UCB1 {r_u} devem aprender vs uniforme {r_unif}"
);
// gate direcional de eficiência: TS na mesma ordem de grandeza do UCB1
assert!(
r_ts < 2.5 * r_u.max(1e-9) + 0.02,
"TS {r_ts} indignamente pior que UCB1 {r_u}"
);
// o melhor braço domina as jogadas em ambos
assert!(
jogadas_ts_melhor as f64 > 0.6 * t_max as f64,
"TS jogou o melhor braço só {jogadas_ts_melhor}/{t_max}"
);
assert!(
jogadas_u_melhor as f64 > 0.6 * t_max as f64,
"UCB1 jogou o melhor braço só {jogadas_u_melhor}/{t_max}"
);
// posterior de TS aproxima as probabilidades verdadeiras
let medias = ts.medias_posteriori();
for (i, &p) in ps.iter().enumerate() {
assert!((medias[i] - p).abs() < 0.15, "posterior[{i}]={:.3} ≠ {p}", medias[i]);
}
}
/// Determinismo bit-a-bit da trajetória do Thompson (mesma semente).
#[test]
fn ts_deterministico() {
let ps = [0.8f64, 0.4];
let traj = |semente: u64| -> Vec<usize> {
let mut ts = ThompsonSampling::novo(vec!["a".into(), "b".into()], semente);
let mut rng = crate::rng::RngDeterministico::novo(semente + 1);
(0..500)
.map(|_| {
let k = ts.escolher();
ts.registrar(k, rng.uniforme() < ps[k]);
k
})
.collect()
};
assert_eq!(traj(7), traj(7), "mesma semente ⇒ mesma trajetória");
assert_ne!(traj(7), traj(8), "sementes diferentes divergem");
}
/// Bernoulli-ização de recompensas contínuas: posterior converge para
/// a média da recompensa (T-TS1.4 — a probabilidade de sucesso É a
/// própria recompensa em expectativa).
#[test]
fn ts_recompensa_continua() {
let mut ts = ThompsonSampling::novo(vec!["só".into()], 55);
for i in 0..20_000 {
// recompensa determinística 0,25 ⇒ posterior → 0,25
ts.registrar_continuo(0, 0.25);
let _ = i;
}
let m = ts.medias_posteriori()[0];
assert!((m - 0.25).abs() < 0.02, "posterior {m} ≠ 0,25");
}
}
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