Das Verständnis der Wissenslücke in LLMs
Forscher finden Wege, wie grosse Sprachmodelle ihr Wissen besser ausdrücken können.
Xingjian Tao, Yiwei Wang, Yujun Cai, Zhicheng Yang, Jing Tang
― 7 min Lesedauer
Inhaltsverzeichnis
- Das Problem mit den Antworten
- Wissen vs. Ausdruck
- Die Situation analysieren
- Ein neuer Weg, Wissen zu messen
- Bessere Antworten fördern
- Der Einfluss von Daten
- Uninformative Antworten: Die stillen Killer
- Die "Unsicher"-Option
- Leistung durch Filtern verbessern
- Fazit: Eine helle Zukunft für LLMs
- Originalquelle
- Referenz Links
Grosse Sprachmodelle (LLMs) sind echt beeindruckende Tools, die Texte generieren und Fragen beantworten können, basierend auf dem riesigen Wissen, auf dem sie trainiert wurden. Trotzdem haben sie den Ruf, manchmal ziemlich daneben zu liegen, was die Antworten angeht, und lassen die Nutzer sich fragen, ob sie wirklich wissen, wovon sie reden. Es ist wie in dem Spruch: "Ich weiss die Antwort, aber ich sag's einfach nicht richtig."
Das Problem mit den Antworten
Viele Leute haben dieses seltsame Phänomen schon erlebt, wenn sie mit LLMs interagieren. Du stellst ihnen eine Frage, und sie könnten dir eine total falsche Antwort geben, wie zum Beispiel zu behaupten, die Hauptstadt von Kanada sei Vancouver und nicht Ottawa. Aber hier kommt der Clou: Selbst wenn sie Mist erzählen, wissen sie oft die richtige Antwort. Es ist wie bei einem Freund, der manchmal Unsinn redet, aber auch alle richtigen Fakten kennt – sie sagen es nur nicht zur richtigen Zeit!
Dieses merkwürdige Verhalten hat einige Experten dazu gebracht, tiefer zu graben, um zu verstehen, wie LLMs das Wissen speichern und ausdrücken. Grundsätzlich scheint es, dass LLMs Wissen behalten können, aber manchmal Schwierigkeiten haben, es sinnvoll auszudrücken.
Ausdruck
Wissen vs.Um das klarzustellen: Wissen bezieht sich auf die Informationen, die LLMs haben – Fakten, Daten und so weiter – während Ausdruck bedeutet, wie sie dieses Wissen in ihren Antworten vermitteln. Forscher haben festgestellt, dass LLMs oft die richtigen Antworten speichern, aber trotzdem oft falsche ausspucken. Wenn du also das Gefühl hattest, dass ein LLM ein Spiel von "Wer bin ich?" mit den Antworten spielt, bist du nicht allein!
Die Situation analysieren
Wissenschaftler haben sich mit dem Inneren dieser Modelle beschäftigt, um besser zu verstehen, was da vor sich geht. Sie haben ein seltsames Muster entdeckt: Selbst wenn ein LLM die falsche Antwort ausgibt, weist es oft immer noch hohe Wahrscheinlichkeiten für die richtige Antwort auf, wenn es seine internen Wahrscheinlichkeiten betrachtet. Es ist fast so, als würde das Modell sagen: "Ich weiss die Antwort, aber ich behalte sie jetzt erstmal für mich."
Zum Beispiel könnte ein LLM bei einer Frage zur Hauptstadt des Bundesstaates Washington selbstbewusst "Seattle" ausrufen, während es insgeheim denkt, dass "Olympia" viel wahrscheinlicher richtig ist. Diese Diskrepanz zwischen gespeichertem Wissen und dem, was ausgedrückt wird, ist ziemlich faszinierend und deutet darauf hin, dass LLMs besser abschneiden könnten, wenn sie nur einen Weg fänden, ihr internes Wissen genauer auszudrücken.
Ein neuer Weg, Wissen zu messen
Um diese Wissens-Ausdruck-Kluft weiter zu untersuchen, haben Forscher eine neue Metrik entwickelt, um zu bewerten, wie viel Wissen ein LLM tatsächlich behält, egal ob es die richtige Antwort teilt oder nicht. Sie fanden heraus, dass LLMs oft viel mehr Wissen hatten, als herkömmliche Tests zeigten. Es ist, als würden diese Modelle Trivia wie ein alter Bingo-Spieler hortet, aber einfach nicht den Sprung schaffen, es auch zu teilen!
Bessere Antworten fördern
Mit den Erkenntnissen aus ihren Untersuchungen wollten die Forscher die Fähigkeit der LLMs verbessern, das Wissen auszudrücken, das sie gespeichert hatten. Anstatt das ganze Modell neu zu trainieren – was viel Ressourcen verbrauchen kann – schlugen sie eine Methode vor, um unhilfreiche Antworten herauszufiltern und das versteckte Wissen zurückzugewinnen, das das Modell unter Verschluss hielt. Dieser neue Ansatz ermöglicht es den LLMs, ihre Genauigkeit zu verbessern, ohne noch mehr Zeit mit Training zu verbringen.
Bei Tests führte diese Methode zu signifikanten Verbesserungen in der Genauigkeit über verschiedene Aufgaben, was bedeutet, dass LLMs endlich einen Weg fanden, einen Teil des wertvollen gespeicherten Wissens zu teilen, anstatt es für sich zu behalten. Es ist wie ein schüchterner Typ auf einer Party, der endlich genug Selbstvertrauen hat, um beim Spiel von Charades mitzumachen.
Der Einfluss von Daten
Forscher haben auch untersucht, wie verschiedene Fragen und Datensätze die Fähigkeit der LLMs beeinflussten, Informationen abzurufen. Es stellte sich heraus, dass die Modelle unterschiedlich abschnitten, je nachdem, wie populär oder häufig gestellte Fragen waren. Wenn eine bestimmte Tatsache verbreitet oder allgemein bekannt war, standen die Chancen gut, dass die Modelle sich besser daran erinnerten als an etwas Obskures, wie die Hauptstadt einer kleinen Inselnation. Stell dir vor, du müsstest dir den Namen jeder jemals produzierten Schokoladenriegel merken – das ist echt hart!
Das führte zu der Schlussfolgerung, dass einige Fragen einfach leichter zu beantworten waren für die Modelle, je nachdem, wie vertraut sie mit den Daten waren. Kurz gesagt, was populär ist, wird erinnert; was nicht, naja, viel Glück damit!
Uninformative Antworten: Die stillen Killer
Eine der verwirrendsten Eigenschaften von LLMs ist ihre Neigung, uninformative Antworten zu geben. Stell dir vor, du fragst einen Freund um Rat, und stattdessen starren sie dich einfach nur an oder geben vage Antworten wie "Ähm, vielleicht." Diese Art von Antwort kann echt frustrierend sein, wenn man auf hilfreiche Tipps hofft.
Wenn LLMs antworten, ohne nützliche Informationen zu liefern, kann das zu Verwirrung und Frustration führen. Diese uninformative Antworten können viele Formen annehmen, von Wiederholungen einer Phrase bis hin zu offenem Ignorieren der Frage. Es ist, als hätte das Modell das Wissen, wäre aber zu schüchtern, es zu teilen.
Die "Unsicher"-Option
Um die Chancen auf diese uninformative Antworten zu reduzieren, schlugen Forscher vor, eine "unsicher"-Option in die Eingabeaufforderungen einzufügen. So kann ein LLM seine Unsicherheit zugeben, anstatt eine falsche Antwort herauszuposaunen. Denk an diese Option als Sicherheitsnetz, wenn das Modell sich ein bisschen überfordert fühlt – niemand will die Person sein, die beim Triviaabend die falsche Antwort gibt!
Leistung durch Filtern verbessern
Mit all diesen Erkenntnissen erkannten die Forscher, dass es entscheidend war, diese nervigen uninformative Antworten anzugehen, um die Leistung der LLMs zu verbessern. Sie machten sich daran, diese leeren oder irrelevanten Antworten herauszufiltern und wertvolles internes Wissen zurückzugewinnen, das genutzt werden konnte, um genauere Antworten zu geben.
Ihr Verfahren bestand darin, Tokens (Textstücke oder Wörter) zu identifizieren und zu entfernen, die als Unhilfreich erachtet wurden, und sicherzustellen, dass nur relevante Informationen berücksichtigt wurden. Die Idee war, eine Brille aufzusetzen, um die wichtigsten Informationen hinter dem ganzen Kram zu sehen.
Infolgedessen beobachteten die Forscher bei Tests dieser Methode höhere Genauigkeitsraten, insbesondere bei Fragen, bei denen das Modell Zugriff auf relevantes Wissen hatte. Es war fast so, als hätten die Modelle beschlossen, einen Crashkurs darin zu machen, wie man Trivia spielt, und ihre Fähigkeiten über Nacht verbessert.
Fazit: Eine helle Zukunft für LLMs
Zusammenfassend sind grosse Sprachmodelle wie dieser alles wissende Freund, der manchmal die Fakten durcheinanderbringt oder es versäumt, die wichtigen Dinge zu teilen. Sie halten einen Schatz an Wissen, drücken es aber oft schlecht aus. Indem sie tiefer in die Art und Weise eintauchen, wie LLMs Wissen speichern und ausdrücken, decken Forscher die Schlüssel zur Verbesserung ihrer Leistung auf.
Dank innovativer Methoden, die es ermöglichen, Rauschen herauszufiltern und gespeichertes Wissen besser zu nutzen, können LLMs jetzt Antworten liefern, die nicht nur genau, sondern auch relevant sind. Das ist ein riesiger Schritt nach vorne für diese Modelle und eine vielversprechende Zukunft für alle, die nach zuverlässigen Informationen suchen. Also, wenn du das nächste Mal ein LLM eine Frage stellst, denk dran: Es könnte gerade seine Sache in den Griff bekommen!
Originalquelle
Titel: Are LLMs Really Not Knowledgable? Mining the Submerged Knowledge in LLMs' Memory
Zusammenfassung: Large language models (LLMs) have shown promise as potential knowledge bases, yet they often struggle with question-answering tasks and are prone to hallucinations. While previous research attributes these issues to knowledge gaps in the model's parameters, our investigation reveals a different phenomenon: LLMs often retain correct knowledge even when generating incorrect answers. Through analysis of model's internal representations, we find that correct answers frequently appear among high-probability tokens despite not being selected as final outputs. Based on this observation, we introduce Hits@k, a new metric to assess knowledge retention independent of expression accuracy. Our extensive experiments demonstrate that LLMs store significantly more knowledge than their QA performance suggests. Building on these findings, we develop SkipUnsure, a method to improve answer accuracy by leveraging detected but unexpressed knowledge. Experiments on both open-domain and specific-domain datasets show consistent improvements, with accuracy gains of up to 11.8% on DBPedia and 6.3% on IMDB, without requiring model retraining.
Autoren: Xingjian Tao, Yiwei Wang, Yujun Cai, Zhicheng Yang, Jing Tang
Letzte Aktualisierung: 2024-12-30 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2412.20846
Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.20846
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.
Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.
Referenz Links
- https://platform.openai.com/docs/models/gpt-3-5-turbo
- https://arxiv.org/abs/2210.11416
- https://arxiv.org/abs/2302.13971
- https://arxiv.org/abs/2307.09288
- https://ai.meta.com/blog/meta-llama-3/
- https://arxiv.org/abs/2310.06825
- https://arxiv.org/abs/2403.08295
- https://www.microsoft.com/en-us/research/blog/phi-2-the-surprising-power-of-small-language-models/