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Évaluer le raisonnement de connaissances hors contexte dans les LLMs

Une étude évalue à quel point les LLMs raisonnent au-delà du contexte immédiat.

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Les grands Modèles de langage (LLMs) sont des programmes informatiques avancés conçus pour générer du texte qui ressemble à celui des humains. Ils deviennent populaires grâce à leur capacité à fournir des infos et à répondre à des questions sur divers sujets. Ces modèles apprennent à partir d'énormes quantités de données et peuvent montrer des compétences en Raisonnement impressionnantes en fonction des informations qui leur sont données. Cependant, les chercheurs commencent à se demander à quel point ces modèles peuvent raisonner sur des infos qui ne sont pas directement présentées dans les questions ou les instructions qu'ils reçoivent.

Le concept de raisonnement avec des Connaissances hors contexte

Le raisonnement avec des connaissances hors contexte (OCKR) fait référence à la capacité de ces modèles à utiliser les connaissances acquises pendant leur formation pour répondre à des questions, même lorsque les informations spécifiques ne sont pas directement liées à la question. Par exemple, si un modèle sait qu'une figure historique est née une année précise et peut relier cette connaissance à une autre figure historique née la même année, cela montre un OCKR.

Importance d'évaluer les capacités OCKR

Comprendre à quel point ces modèles peuvent bien réaliser l'OCKR est essentiel parce que cela peut influencer leur utilité dans des applications concrètes. Si les modèles ne peuvent raisonnablement raisonner que lorsqu'ils ont des infos explicites dans une instruction, leur Performance peut être limitée dans des situations où ces infos ne sont pas présentes.

Objectifs et méthodes de recherche

Cette étude vise à évaluer les capacités OCKR de plusieurs LLM populaires. Pour atteindre cet objectif, les chercheurs ont créé un ensemble de données synthétique incluant diverses tâches spécifiquement conçues pour évaluer à quel point les modèles peuvent combiner différentes pièces de connaissance pour en déduire de nouvelles informations. L'ensemble de données est structuré pour inclure des tâches liées aux attributs (comme l'année de naissance) et aux relations (comme le fait que deux personnes partagent la même année de naissance).

Aperçu de l'ensemble de données

L'ensemble de données se compose de sept tâches distinctes qui mettent au défi les modèles d'utiliser leur formation pour faire des inférences. Par exemple, cela pourrait nécessiter que le modèle détermine si deux individus ont la même année de naissance en se basant sur le fait qu'une personne est née en 1942. Les tâches sont divisées en niveaux simples et difficiles, où les tâches simples impliquent des connexions simples, tandis que les tâches difficiles peuvent nécessiter un raisonnement plus complexe, comme calculer des différences d'années.

Évaluation de modèles spécifiques

Les chercheurs se sont concentrés sur l'évaluation du modèle LLaMA2-13B-chat, parmi d'autres, en utilisant l'ensemble de données synthétique. L'étude a révélé que, peu importe comment les données d'entraînement étaient présentées, le modèle montrait une capacité limitée à réaliser des tâches OCKR. Dans certains cas, entraîner le modèle avec des exemples de raisonnement n'a pas conduit à des améliorations significatives de sa capacité à déduire de nouvelles connaissances.

Défis dans la capacité OCKR

Un défi important identifié était la difficulté des modèles à récupérer des connaissances pertinentes qui les aideraient à faire des inférences. Par exemple, même lorsqu'on leur donnait le bon contexte ou des informations, les modèles avaient du mal à utiliser cette connaissance efficacement pour déduire de nouveaux faits.

Raisonnement multilingue

La recherche a également examiné comment ces modèles réalisent l'OCKR lors de la traduction de connaissances entre les langues. Cet aspect est crucial, surtout que beaucoup d'applications sont de nature globale et nécessitent que les modèles fonctionnent dans plusieurs langues. Les résultats ont révélé que, bien que certains modèles aient mieux performé dans des scénarios multilingues que dans des contextes standards, leur performance globale dans ce domaine restait faible.

Perspectives des résultats

Les résultats de l'étude soulignent que simplement améliorer les compétences en raisonnement des modèles ne suffit pas à améliorer leurs capacités OCKR. Les chercheurs ont constaté qu même avec une formation et des exemples adéquats, les modèles avaient du mal avec des tâches nécessitant de récupérer et d'appliquer correctement des connaissances.

Implications pour la recherche future

Ces découvertes suggèrent qu'il est nécessaire de mener d'autres recherches pour améliorer la façon dont les LLMs peuvent effectuer un raisonnement au-delà du contexte immédiat des instructions. Comprendre et aborder les limitations dans la récupération des connaissances sera crucial pour améliorer l'utilité de ces modèles dans diverses applications.

Application de l'OCKR dans des scénarios réels

La capacité à raisonner avec des connaissances hors contexte a des implications pour divers domaines, y compris l'éducation, le service client et la récupération d'informations. Par exemple, si un assistant virtuel pouvait comprendre et appliquer des connaissances générales sur des événements historiques ou des faits scientifiques sans besoin de détails exacts fournis, cela pourrait améliorer les interactions avec les utilisateurs et offrir des informations plus précises.

Défis dans les applications du monde réel

Dans des scénarios du monde réel, les LLMs font souvent face à des défis dus à la complexité des demandes humaines et à la subtilité du contexte. Les utilisateurs peuvent poser des questions nécessitant l'intégration de plusieurs morceaux de connaissances, et si les modèles ne peuvent pas extraire efficacement les informations pertinentes de leur formation, les résultats peuvent être loin d'être satisfaisants.

L'importance de la récupération des connaissances

Un des principaux enseignements est l'importance de la façon dont les modèles récupèrent les connaissances. Si un modèle peut se souvenir et accéder à des faits pertinents mais ne peut pas les relier pour répondre à une question, cela limite sa capacité à fournir des réponses utiles. Améliorer les méthodes et techniques de récupération des connaissances sera vital pour améliorer la performance globale des modèles.

Limitations actuelles et directions futures

Malgré les améliorations potentielles des LLMs, les modèles actuels présentent toujours des limitations considérables en matière d'OCKR. La recherche future devrait se concentrer sur des stratégies pour augmenter la récupération des connaissances et les capacités de raisonnement, y compris mais sans s'y limiter des méthodes de perfectionnement, des environnements d'entraînement diversifiés et l'exploitation de nouvelles données.

Conclusion

Les grands modèles de langage montrent beaucoup de promesse dans leur capacité à raisonner en fonction des informations qu'ils ont apprises pendant leur formation. Cependant, évaluer leurs capacités de raisonnement hors contexte révèle des limitations qui doivent être abordées. Améliorer la façon dont ces modèles connectent et utilisent les connaissances améliorera non seulement leur performance, mais aussi leur utilité dans différents domaines et applications. Les efforts futurs doivent privilégier le dépassement de ces défis pour libérer leur plein potentiel dans divers scénarios du monde réel.

Source originale

Titre: Large Language Models are Limited in Out-of-Context Knowledge Reasoning

Résumé: Large Language Models (LLMs) possess extensive knowledge and strong capabilities in performing in-context reasoning. However, previous work challenges their out-of-context reasoning ability, i.e., the ability to infer information from their training data, instead of from the context or prompt. This paper focuses on a significant aspect of out-of-context reasoning: Out-of-Context Knowledge Reasoning (OCKR), which is to combine multiple knowledge to infer new knowledge. We designed a synthetic dataset with seven representative OCKR tasks to systematically assess the OCKR capabilities of LLMs. Using this dataset, we evaluated several LLMs and discovered that their proficiency in this aspect is limited, regardless of whether the knowledge is trained in a separate or adjacent training settings. Moreover, training the model to reason with reasoning examples does not result in significant improvement, while training the model to perform explicit knowledge retrieval helps for retrieving attribute knowledge but not the relation knowledge, indicating that the model's limited OCKR capabilities are due to difficulties in knowledge retrieval. Furthermore, we treat cross-lingual knowledge transfer as a distinct form of OCKR, and evaluate this ability. Our results show that the evaluated model also exhibits limited ability in transferring knowledge across languages.

Auteurs: Peng Hu, Changjiang Gao, Ruiqi Gao, Jiajun Chen, Shujian Huang

Dernière mise à jour: 2024-09-27 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2406.07393

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2406.07393

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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