Energia: um número, baixo quando combina com , alto caso contrário (os modelos baseados em energia de LeCun, 2006).
Os dois encoders não precisam compartilhar pesos nem arquitetura.
= L2 ao quadrado no I-JEPA, L1 no V-JEPA. = todos os pesos treináveis.
: o carro na bifurcação vira à esquerda ou à direita — só não decide.
A energia é o erro de predição no espaço de representação. Nenhum pixel aparece nela.
LeCun (2022), A Path Towards Autonomous Machine Intelligence, §4.4.
Por que não prever os pixels?
"é essencialmente impossível prever cada valor de pixel de cada quadro futuro" — LeCun (2022)
A textura de um tapete, as folhas ao vento, as ondulações de um lago: imprevisíveis e irrelevantes.
Um modelo generativo precisa gastar capacidade com elas ou escondê-las na variável latente.
Uma JEPA deixa descartá-las: guarda só o que consegue prever.
LeCun classifica até os autoencoders mascarados e de remoção de ruído como métodos contrastivos: a entrada corrompida faz o papel do par errado.
A energia plana
Os dois encoders devolvem o mesmo vetor constante para toda entrada. Quanto vale a perda? A rede aprendeu alguma coisa?
é o mesmo para todo → perfeitamente previsível → para todo par.
A superfície de energia fica plana: baixa nos dados, baixa em todo o resto. Isso é o colapso.
Os quatro critérios de LeCun: (1) informativo sobre ; (2) informativo sobre ; (3) previsível a partir de ; (4) carregando pouco.
O critério 3 sozinho é satisfeito pelo colapso. O 1, o 2 e o 4 é que o impedem.
Simulador · o colapso, ao vivo
Quatro saídas
família
métodos
o que impede o colapso
contrastiva
SimCLR, MoCo, CLIP
negativos: o resto do lote (4.096) ou uma fila (65.536)
destilação
BYOL, SimSiam, DINO, I-JEPA, V-JEPA
assimetria: preditor + stop-gradient + alvo EMA
maximização de informação
Barlow Twins, VICReg
um termo: variância para cima, dimensões descorrelacionadas
casamento de distribuição
LeJEPA (SIGReg)
embeddings empurrados para uma gaussiana isotrópica
Stop-gradient: o ramo-alvo é tratado como constante — nenhum gradiente entra nele. EMA: média móvel exponencial dos pesos.
A divisão de LeCun: contrastivos (empurrar pares errados para cima) × regularizados (limitar o volume de energia baixa). Ele aposta no segundo.
As ablações são diretas
o que foi tirado
método
sonda linear no ImageNet
nada
SimSiam
67,7%
o stop-gradient
SimSiam
0,1% (acaso)
o preditor
SimSiam
0,1%
a média móvel (: alvo = online)
BYOL
0,3%
o momento ()
MoCo
o treino falha
Sem o stop-gradient, o SimSiam "encontra rapidamente uma solução degenerada e atinge a menor perda possível".
Nada nessas perdas proíbe o colapso: a dinâmica o evita.
O encoder-alvo EMA, com números
: pesos do encoder online (de contexto), treinados por gradiente · : pesos do encoder-alvo, nunca treinados por gradiente · : momento.
(BYOL, DINO, I-JEPA): cada passo move o alvo do caminho.
Um peso de 250 passos atrás ainda conta : o alvo é uma média de algumas centenas de versões.
Um objetivo que se move devagar demais para ser arrastado até a solução trivial.
O I-JEPA aumenta linearmente de 0,996 a 1: no fim o alvo está congelado.
Exercício · o VICReg à mão
embeddings (linhas), dimensões (colunas), , .
a variância de cada coluna (divida por )
a dobradiça de cada coluna e
a covariância e
qual dimensão está colapsando?
O VICReg à mão · resposta
grandeza
coluna 1
coluna 2
variância
desvio
dobradiça
A coluna 2 está quase colapsada: a dobradiça empurra o desvio dela para cima, até .
Perda completa: invariância (nas duas vistas). "Contrastivo sobre componentes, não sobre vetores."
Como saber que colapsou
Desvio dos embeddings normalizados (SimSiam)
Normalize cada embedding em L2 e tome o desvio de cada dimensão ao longo do lote.
Espalhados como uma gaussiana isotrópica: . Colapso completo: 0.
Reportamos desvio : saudável .
Posto efetivo (RankMe)
→ → entropia →
Detecta o colapso dimensional; não vê o colapso num ponto (não depende da escala).
: valores singulares do lote centrado de embeddings (n × d).
I-JEPA: quatro partes
Máscaras na grade de patches: blocos-alvo (escala 0,15–0,2, proporção 0,75–1,5) e um bloco de contexto (0,85–1,0), menos todo patch-alvo → sobra cerca de 25% dos patches.
Encoder de contexto: um ViT que vê só os patches do contexto.
Encoder-alvo: a EMA de , vê a imagem inteira; os alvos saem da saída dele.
Preditor: um ViT estreito (largura 384) — tokens do contexto + um token de máscara por posição-alvo.
: posições do bloco · : saída do preditor em · : saída do encoder-alvo em . O gradiente só chega a e .
Simulador · a máscara multi-bloco
As máscaras valem dezenas de pontos
1% dos rótulos do ImageNet, sonda linear, ViT-B/16 (Assran et al., 2023, Tabelas 6–11):
mudança em relação ao padrão
top-1
padrão: 4 alvos de 0,15–0,2, contexto 0,85–1,0
54,2
1 alvo em vez de 4
9,0
alvos de 0,075–0,2 (alguns minúsculos)
19,2
contexto de 0,40–1,0
31,2
patches aleatórios em vez de blocos
17,6
ViT-H/16: alvos da entrada do encoder em vez da saída
56,1 (contra 67,3)
Alvos grandes o bastante para serem semânticos; contexto espalhado o bastante para ser informativo.
Simulador · um passo de treino, linha por linha
x · 6 patches (linhas)
W · encoder de contexto θ
W̄ · encoder-alvo θ̄
pos · preditor φ
O passo, com números
6 patches de 2 números, embeddings de 3, contexto , alvos .
linha
resultado
encoder de contexto, patch 0
encoder-alvo, patch 4
→ layer norm →
preditor, alvo 4
média do contexto + →
perda
média de 6 erros ao quadrado = 0,6162
um passo, lr = 0,5
perda 0,2214; = None
caso colapsado (tudo zero)
perda 0, todo gradiente 0 — um mínimo perfeito e estável
Layer norm: subtrai a média do vetor e divide pelo desvio dele. [0; 2,2; −2]: média 0,067, desvio 1,715.
O que o I-JEPA comprou
ImageNet-1K, sonda linear sobre features congeladas (artigo do I-JEPA, Tabela 1):
método
modelo
épocas
top-1
MAE
ViT-H/14
1.600
77,2
data2vec
ViT-L/16
1.600
77,3
I-JEPA
ViT-H/14
300
79,3
I-JEPA
ViT-H/16, 448 px
300
81,1
iBOT (com aumentações de vistas)
ViT-L/16
250
81,0
ViT-H/14 em < 72 h em 16 A100 — mais de 10× menos computação que o ViT-H/14 do MAE.
Mesmo ViT-L, 1% dos rótulos: alvos em pixels 40,7% (800 ép.) × alvos de representação 66,9% (500 ép.).
Não é vitória geral: iNat18 47,6 × iBOT 57,3; contagem no Clevr MAE 90,5 × 86,7; com fine-tuning 87,1 × MAE 87,8.
Por que representações — e quando não
Littwin et al. (2024), redes lineares profundas: uma JEPA aprende primeiro as features de alta influência (as que preveem bem o alvo); a ordem do MAE é ditada pela variância.
Em imagens naturais a maior parte da variância dos pixels é textura e iluminação; a semântica tem menos variância e é mais previsível.
O viés "só se instala quando o encoder é profundo".
Então em pequena escala — um ViT de 4 camadas, imagens 32 × 32, minutos de treino — qual você espera que se saia melhor na sonda, uma JEPA ou um MAE? O laboratório mede.
~2 M de vídeos; ViT-H/16 congelado: Kinetics-400 82,0, SSv2 71,4
modelos de imagem no SSv2 (movimento): DINOv2 50,6, I-JEPA 50,0
features × pixels, mesmo modelo: K400 73,7 × 68,6
V-JEPA 2 (2025)
1 M de horas de vídeo + 1 M de imagens
ViT-g, 1 B de parâmetros, RoPE 3-D
SSv2 77,3; antecipação no Epic-Kitchens R@5 39,7 (melhor anterior 27,6)
com um LLM de 8 B: PerceptionTest 84,0
SSv2 = Something-Something v2: ações que só o movimento distingue ("empurrar algo para a esquerda" × "para a direita"). Congelado = encoder sem fine-tuning; uma sonda atentiva por cima.
V-JEPA 2-AC: a energia vira custo de planejamento
Congele o encoder. Treine um preditor condicionado a ações (~300 M) com < 62 h de vídeo de robô sem rótulo (Droid): (representação do quadro, estado do braço, ação) → representação do quadro seguinte.
Esse preditor é um modelo de mundo. Planeje:
Meta . Três ações preveem , , . Qual escolher?
L1: · · → a segunda.
Busca: método da entropia cruzada — 800 amostras, ficam as 10 melhores, reajusta, × 10; executa a primeira ação; replaneja.
Num braço real
Sem ajuste, braços Franka em dois laboratórios, 10 tentativas por tarefa por laboratório (sucesso %, média):
alcançar
pegar copo
pegar caixa
pegar e colocar copo
pegar e colocar caixa
Octo (política ajustada no Droid)
100
15
0
15
10
V-JEPA 2-AC
100
65
25
80
65
16 s por ação, contra 4 min do Cosmos (um modelo de mundo que gera vídeo), na mesma GPU.
Sem recompensa, sem demonstração da tarefa: só uma imagem-meta.
Dez tentativas, horizontes curtos (um passo, com submetas), metas como imagens. Prova que planejar no espaço de representação funciona — não um robô de uso geral.
LeJEPA: um regularizador no lugar dos truques
Balestriero e LeCun (2025): a distribuição de embeddings que minimiza o risco depois é uma gaussiana isotrópica.
SIGReg: projete o lote em direções aleatórias ; teste cada projeção 1-D contra (Epps–Pulley):
: função característica empírica da projeção; : a de uma gaussiana padrão. 17 pontos em [−5, 5], 256 direções.
Perda , um hiperparâmetro, .
Sem stop-gradient, sem professor EMA, sem cronogramas; ~50 linhas; ViT-H/14 com 79% na sonda linear do ImageNet.
MAE, CLIP, JEPA
MAE
CLIP
I-JEPA
entrada
1 imagem, 75% escondido ao acaso
imagem + legenda
1 imagem: contexto + 4 blocos-alvo
alvo
pixels dos patches escondidos
qual legenda é de quem
representações dos patches escondidos
a perda mora no
espaço da entrada
espaço de embedding
espaço de embedding
contra o colapso
não precisa
negativos
stop-grad, preditor, EMA
precisa de
um decoder de pixels
400 M de pares, lotes grandes
só imagens
forte em
fine-tuning, detalhe de baixo nível
zero-shot, vocabulário aberto
features congeladas por unidade de computação
Medido no laboratório
CIFAR-10, ViT de 4 blocos (0,8 M de parâmetros). Espalhamento: desvio dos embeddings normalizados × (saudável ≈ 1).
execução
perda
espalhamento
posto ef.
sonda linear
pixels crus · encoder sem treino
—
— · 0,386
— · 21,4
0,358 · 0,371
I-JEPA, 8 épocas
0,31
0,803
51,3
0,454
sem stop-gradient, 1 época
0,0009
0,009
39,6
0,403
sem EMA (), 1 época
0,0098
0,059
13,5
0,338
sem EMA, sem stop-grad, + termos VC, 4 épocas
1,87
0,832
106,7
0,406
MAE, 8 épocas
0,55
0,531
51,3
0,496
As menores perdas são das execuções colapsadas; o posto não vê a que só encolheu.
Sem colapso ≠ boas features (termos VC). Nesta escala o MAE ganha, como o slide 20 previu.
Perdas de objetivos diferentes não se comparam entre linhas de tipos diferentes.
Rumo aos modelos de mundo
O agente de LeCun (2022): percepção, modelo de mundo, custo, ator, memória, configurador — ele planeja rodando o modelo de mundo para a frente: controle preditivo com modelo aprendido e custo aprendido.
A JEPA foi proposta como o modelo de mundo; a H-JEPA empilha níveis: perto e detalhado embaixo, longe e abstrato em cima.
O V-JEPA 2-AC é um laço funcionando. Ponto fraco: o custo é uma distância L1 até uma imagem-meta — dois estados que parecem iguais podem estar a muitas ações de distância.
Próxima aula: modelos de mundo. Depois: o TDWM (2026), em que a similaridade entre dois quadros cai com o número de passos entre eles, então a distância no latente mede tempo e não aparência.
Laboratório · uma JEPA, construída e medida
Notebook no Colab, ~2 h, CIFAR-10, GPU T4 gratuita (~18 min de treino no M2 em que foi conferido). Cada seção termina num checkpoint.
Uma JEPA prevê a representação da parte escondida; a energia é o erro de predição no espaço de representação.
Embeddings conjuntos podem colapsar; perda zero pode significar que nada foi aprendido. Meça desvio e posto efetivo.
Quatro saídas: negativos, stop-grad + preditor + EMA, variância e covariância, SIGReg.
I-JEPA: alvos recortados da saída de um encoder EMA; blocos-alvo grandes; as máscaras valem dezenas de pontos.
O ganho dele são features congeladas por unidade de computação, não vitória geral — e em pequena escala os pixels podem ganhar.
O V-JEPA 2-AC transforma a energia em custo de planejamento num robô real.
A JEPA foi proposta como modelo de mundo: a próxima aula.
Roteiro: (1) o que o aprendizado autossupervisionado deve prever; (2) a visão de energia e o
colapso; (3) quatro saídas do colapso; (4) o I-JEPA, linha por linha; (5) vídeo e planejamento com
o V-JEPA 2; (6) LeJEPA; (7) a ponte para os modelos de mundo. Fecha com o laboratório no Colab.
Peça as duas primeiras respostas antes de revelar: o curso viu as duas. A terceira é a aula.
Aponte onde fica D em cada painel. Esquerda: pixels. Meio e direita: vetores. A única diferença
entre o meio e a direita é o preditor e o que ele compra: uma tarefa, não só concordância.
Comece com "nada": a perda vai a 0 e os pontos para a origem. Depois "só stop-gradient": mais
lento, mesmo fim. Depois EMA + preditor: sobrevive. Depois VICReg. Por fim aumente o ruído com a EMA
e veja o posto efetivo cair para perto de 1 — colapso dimensional.
Primeiro o padrão: conte os patches do contexto. Depois encolha os alvos (escala em 0,075): a tarefa
fica local. Depois 1 alvo. Depois a estratégia aleatória (MAE) para contraste.
Percorra as 10 linhas com o exemplo da página. Na linha 4 pergunte: por que o encoder-alvo vê a
imagem inteira? Na linha 8 aponte o "None" de W-barra. Depois escolha o caso colapsado e volte à
linha 7: perda 0, gradientes 0.