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# Informatique# Calcul et langage

Comment les modèles de langage équilibrent connaissance et contexte

Cette étude montre comment le contexte et les connaissances préalables influencent les réponses des modèles de langage.

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Les modèles de langage sont des programmes informatiques qui peuvent traiter et produire du texte semblable à celui des humains. Pour répondre aux questions, ces modèles s'appuient sur ce qu'ils ont appris à partir de grandes quantités de données textuelles avant leur entraînement, ainsi que sur ce qu'ils voient dans le contexte actuel lorsqu'on leur pose une question. Notre idée principale est que ces modèles utilisent leurs connaissances passées différemment selon la question et le contexte qu'ils reçoivent. Plus précisément, ils ont tendance à s'appuyer davantage sur leurs connaissances antérieures lorsqu'on leur parle de sujets qu'ils ont rencontrés fréquemment auparavant, comme des personnes ou des lieux bien connus. En revanche, ils peuvent être plus influencés par le contexte immédiat lorsqu'ils sont moins familiers avec le sujet.

Pour examiner cela, nous introduisons deux nouvelles façons de mesurer comment les modèles utilisent le contexte et les connaissances antérieures : les scores de persuasion et les scores de susceptibilité. Le score de persuasion nous indique à quel point un contexte spécifique affecte la réponse d'un modèle à une question, tandis que le score de susceptibilité révèle à quel point les réponses du modèle à des questions sur des sujets spécifiques peuvent être modifiées par le contexte fourni.

Nous testons ces idées à travers des expériences et constatons que certains types de Contextes, comme des déclarations pertinentes et assertives, peuvent avoir une forte influence sur les réponses du modèle. Nous explorons également comment les deux scores sont liés à la familiarité du modèle avec le sujet discuté. Nos résultats suggèrent que plus un sujet apparaît fréquemment dans les données d'entraînement, moins il est probable que la réponse du modèle change en raison du contexte.

Comment Fonctionnent les Modèles de Langage

Les modèles de langage fonctionnent en apprenant des schémas dans le texte. Ils analysent des mots, des phrases et leurs relations pendant l'entraînement, ce qui les aide à faire des prédictions sur ce qui vient ensuite dans une phrase. Cette connaissance antérieure forme une base que les modèles exploitent lorsqu'ils génèrent des réponses ou répondent à des questions.

Lorsqu'on pose une question, le modèle examine d'abord ses connaissances antérieures, puis considère le contexte de la question, qui peut inclure des informations supplémentaires ou une formulation spécifique visant à orienter sa réponse dans une direction particulière. La façon dont le modèle équilibre ces deux sources d'information peut différer en fonction de ce qu'il a appris précédemment sur le sujet en question.

Connaissances Antérieures et Contexte

L'interaction entre les connaissances antérieures d'un modèle et le contexte actuel peut influencer considérablement ses réponses. Quand un modèle est familier avec une personne ou un lieu en raison d'une exposition fréquente pendant l'entraînement, il a tendance à s'appuyer davantage sur cette connaissance antérieure.

Inversement, si le modèle a peu ou pas de connaissances antérieures sur un sujet introduit dans une question, il donnera probablement plus de poids au contexte entourant cette question. Par exemple, si un modèle rencontre un personnage bien connu, comme Harry Potter, il pourrait se souvenir de faits sur ce personnage et répondre en conséquence. D'un autre côté, si le modèle est interrogé sur une figure moins connue, il peut s'appuyer fortement sur le contexte fourni pour formuler sa réponse.

Introduction des Scores de Persuasion et de Susceptibilité

Pour mieux comprendre l'équilibre entre les connaissances antérieures et le contexte, nous avons développé deux scores :

  1. Score de Persuasion : Ce score mesure à quel point un contexte spécifique change la façon dont un modèle répond à une question. Par exemple, si le contexte est particulièrement pertinent ou assertif, il peut amener le modèle à changer significativement sa réponse.

  2. Score de Susceptibilité : Ce score évalue à quel point les réponses d'un modèle peuvent être influencées lorsqu'il est présenté avec différents contextes, surtout pour des sujets spécifiques. Un score de susceptibilité élevé indique que le modèle peut être fortement influencé par le contexte, tandis qu'un faible score signifie qu'il a tendance à s'en tenir à sa réponse originale.

Grâce à ces scores, nous pouvons enquêter sur la façon dont le contexte affecte la sortie d'un modèle et à quel point les connaissances antérieures jouent un rôle dans la formation des réponses du modèle.

Expérimentation avec les Scores

Nous avons mené diverses expériences pour tester l'efficacité et la fiabilité de nos scores. Notre objectif était de voir comment différents contextes impactent le comportement des modèles. Nous avons examiné différents types de contextes, y compris :

  • Contextes Pertinents : Contextes où le sujet de la question est mentionné directement.

  • Contextes Assertifs : Déclarations fortes qui expriment de façon confiante des informations sur le sujet.

  • Contextes de Négation : Déclarations qui contredisent les réponses attendues et pourraient mener à la confusion.

Nous avons testé les modèles pour voir quels types de contexte étaient les plus persuasifs et quels types d'entités connaissaient plus de susceptibilité en fonction de leurs connaissances antérieures.

Contextes Pertinents

Dans nos résultats, les contextes pertinents, où l'entité est mentionnée directement, avaient tendance à être significativement plus persuasifs que les contextes non pertinents. Par exemple, lorsqu'un modèle reçoit un contexte qui parle directement de la personne en question, il est plus susceptible d'être influencé pour aligner sa réponse avec le contexte fourni.

Contextes Assertifs

Les contextes assertifs ont également montré des effets forts sur les réponses du modèle, surtout pour répondre à des questions oui ou non. Pour ces types de questions, affirmer un point de vue fort amenait le modèle à changer sa réponse originale plus fréquemment.

Contextes de Négation

L'impact des contextes de négation était plus varié. Parfois, ils conduisaient à des changements plus clairs dans les réponses, tandis que dans d'autres cas, ils n'avaient pas beaucoup d'effet. Cette inconsistance pourrait provenir des biais inhérents du modèle et de l'entraînement autour de certains termes, entraînant des résultats confus.

Comprendre la Familiarité

Nos expériences ont révélé que la familiarité d'un modèle avec une entité joue un rôle crucial dans son score de susceptibilité. Lorsque les modèles rencontraient des entités connues fréquemment pendant l'entraînement, ils montraient des scores de susceptibilité plus bas. Cela indique que le modèle était moins réceptif aux changements de contexte pour des sujets familiers.

À l'inverse, pour des sujets moins familiers, les modèles avaient tendance à avoir des scores de susceptibilité plus élevés, ce qui signifie qu'ils pouvaient être plus facilement influencés par le contexte fourni. Cette tendance suggère que les modèles s'appuient fortement sur le contexte lorsqu'il y a moins de connaissances antérieures pour les guider.

Fréquence des Données d'Entraînement

Nous avons remarqué une relation claire entre la fréquence d'apparition d'une entité dans les données d'entraînement et la susceptibilité du modèle au contexte. Les entités plus fréquentes étaient généralement moins susceptibles aux changements de contexte, tandis que les entités plus rares montraient une plus grande susceptibilité.

Degré d'Entité dans les Graphes de Connaissance

Nous avons également analysé comment la relation entre les entités dans un graphique de connaissances structuré pouvait affecter la susceptibilité. Les entités connectées à un plus grand nombre d'autres entités avaient tendance à avoir des scores de susceptibilité plus bas. Cela indique qu'une entité bien connectée dispose d'une connaissance antérieure plus fiable sur laquelle s'appuyer, ce qui la rend moins influente par le contexte.

Études de Cas en Application

Pour démontrer l'utilité des scores de persuasion et de susceptibilité, nous avons appliqué nos résultats à deux scénarios réalistes : la mesure en sciences sociales et l'exploration des biais de genre.

Mesure en Sciences Sociales

Dans le domaine des sciences sociales, les modèles de langage sont de plus en plus utilisés pour analyser des données textuelles. Cependant, le potentiel de biais dans la façon dont les modèles interprètent les entités peut fausser les résultats. En appliquant nos scores de susceptibilité, nous avons examiné comment les modèles réagissaient différemment aux paires ami-ennemi dans les relations.

Notre analyse a montré que les relations d'amitié semblaient être plus susceptibles au contexte que les relations d'ennemi. Ce constat suggère qu'il faut être prudent lors de l'utilisation des sorties de modèles dans des contextes sociaux sensibles, car les biais peuvent altérer significativement les interprétations des données.

Investigation des Biais de Genre

Nous avons également exploré les biais de genre en examinant comment nos scores pouvaient illustrer les écarts de représentation dans les données d'entraînement. Nous avons constaté que les modèles affichaient différents scores de susceptibilité pour les noms masculins par rapport aux noms féminins lorsqu'ils étaient présentés avec des contextes stéréotypés ou neutres.

Nos résultats ont indiqué que le modèle était plus surpris par des contextes qui contredisaient les stéréotypes masculins typiques, montrant ainsi une susceptibilité plus faible pour les entités masculines dans des contextes stéréotypés. Cela pointe vers un potentiel déséquilibre dans la façon dont les données d'entraînement représentent le genre, entraînant différentes implications pour comprendre le biais dans le comportement des modèles.

Conclusion

En résumé, notre travail met en lumière l'importance de comprendre comment les modèles de langage intègrent les connaissances antérieures et gèrent le contexte lorsqu'ils répondent à des questions. L'introduction des scores de persuasion et de susceptibilité fournit des insights précieux sur cet équilibre, montrant que le contexte peut influencer significativement les réponses du modèle, surtout pour des entités moins familières.

Nous soulignons également que le contexte n'est pas toujours simple ; le type de contexte peut entraîner des degrés d'influence variés, et les biais inhérents liés aux connaissances antérieures peuvent compliquer davantage les réponses. Nos résultats sont particulièrement pertinents pour les applications dans les sciences sociales et les études de genre, où la reconnaissance des biais potentiels est cruciale.

À mesure que les modèles de langage deviennent de plus en plus intégrés dans divers domaines, nos métriques proposées peuvent aider les chercheurs et les praticiens à comprendre et à améliorer la fiabilité des modèles. Les travaux futurs affineront davantage ces métriques et exploreront leurs applications, contribuant à une meilleure compréhension de la façon dont les modèles interprètent et répondent au langage humain.

Source originale

Titre: Context versus Prior Knowledge in Language Models

Résumé: To answer a question, language models often need to integrate prior knowledge learned during pretraining and new information presented in context. We hypothesize that models perform this integration in a predictable way across different questions and contexts: models will rely more on prior knowledge for questions about entities (e.g., persons, places, etc.) that they are more familiar with due to higher exposure in the training corpus, and be more easily persuaded by some contexts than others. To formalize this problem, we propose two mutual information-based metrics to measure a model's dependency on a context and on its prior about an entity: first, the persuasion score of a given context represents how much a model depends on the context in its decision, and second, the susceptibility score of a given entity represents how much the model can be swayed away from its original answer distribution about an entity. We empirically test our metrics for their validity and reliability. Finally, we explore and find a relationship between the scores and the model's expected familiarity with an entity, and provide two use cases to illustrate their benefits.

Auteurs: Kevin Du, Vésteinn Snæbjarnarson, Niklas Stoehr, Jennifer C. White, Aaron Schein, Ryan Cotterell

Dernière mise à jour: 2024-06-16 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2404.04633

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2404.04633

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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