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Améliorer le raisonnement logique dans les modèles de langage avec la planification

Cette étude présente un système qui améliore le raisonnement logique grâce à une planification explicite dans les modèles de langage.

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Les modèles de langage ont montré une grande compétence dans la gestion de diverses tâches impliquant le langage humain. Un domaine clé d'intérêt est le Raisonnement logique, où le but est de déterminer si une affirmation, connue sous le nom d'hypothèse, peut être prouvée vraie sur la base d'un ensemble d'informations connues appelé théories. Cet article présente un nouveau système qui améliore la capacité des modèles de langage à s'engager dans un raisonnement logique multi-étapes grâce à une planification explicite.

Le rôle de la planification dans le raisonnement

La planification est un aspect crucial du comportement intelligent. Elle permet à un système de penser à l'avance et de considérer les résultats de ses choix, ce qui conduit à de meilleures décisions. Dans le contexte du raisonnement logique, la planification aide le modèle à prioriser les informations pertinentes dès le début du processus de raisonnement. Cela mène à une déduction plus efficace et à moins d'étapes nécessaires pour arriver à une conclusion.

Alors que de nombreux systèmes existants se concentrent sur des tâches de raisonnement simples, ce nouveau système s'attaque au défi plus complexe du raisonnement multi-étapes, qui peut impliquer de chercher à travers de nombreuses possibilités pour trouver le bon chemin vers la preuve.

Composants clés du système proposé

Le système proposé se compose de plusieurs parties qui fonctionnent ensemble pour permettre le raisonnement logique. Chaque composant est basé sur des modèles de langage préentraînés, connus pour leur capacité à comprendre et générer du langage.

Modèle de sélection

Ce modèle sélectionne les prémisses de la théorie qui sont les plus pertinentes pour prouver l'objectif. Il utilise un modèle de langage préentraîné pour évaluer quelles affirmations peuvent conduire à une preuve réussie.

Modèle de déduction

Une fois la sélection faite, le modèle de déduction génère de nouvelles affirmations basées sur les prémisses sélectionnées. Ce processus ajoute à la base de connaissances disponible pour le système, lui permettant de bâtir sur des conclusions précédentes.

Modèle de vérification

Le modèle de vérification vérifie si les nouvelles affirmations produites par le modèle de déduction peuvent effectivement prouver l'objectif. Il utilise un modèle de langage qui a été ajusté pour une tâche spécifique afin d'évaluer la force du raisonnement proposé.

L'importance de la planification explicite

La planification explicite implique d'anticiper les conséquences de chaque choix effectué pendant le raisonnement. Cet article soutient que l'incorporation de la planification explicite améliore la capacité du modèle de langage à prendre des décisions éclairées tout au long du processus de raisonnement.

En planifiant à l'avance, le système peut éviter des chemins qui peuvent sembler prometteurs au début mais qui mènent finalement à des conclusions incorrectes. C'est crucial pour atteindre un raisonnement logique fiable.

Défis dans le raisonnement logique

Bien qu'il y ait eu des avancées dans le développement de systèmes de raisonnement, des défis subsistent. Déterminer la valeur de vérité d'une affirmation nécessite souvent de naviguer dans des relations complexes entre prémisses et conclusions. Des erreurs peuvent se produire en raison de divers facteurs, comme une dépendance excessive sur des ressemblances superficielles dans le langage, conduisant le modèle à des déductions incorrectes.

Pour faire face à ces défis, le système proposé intègre la planification pour aider à guider le processus de raisonnement de manière plus efficace.

Architecture du système

L'architecture du système lui permet d'effectuer un raisonnement de manière structurée. Voici comment le processus de raisonnement fonctionne étape par étape :

  1. Phase de sélection : Le système sélectionne les prémisses pertinentes de la théorie en fonction de l'objectif actuel. Cela se fait via un mécanisme de notation qui évalue quelles affirmations sont susceptibles d'aider à la preuve.

  2. Phase de déduction : Après avoir sélectionné les prémisses, le système génère de nouvelles affirmations qui s'appuient sur les informations sélectionnées. Cette étape élargit les connaissances disponibles.

  3. Phase de vérification : Les nouvelles affirmations créées sont évaluées pour déterminer leur validité par rapport à l'objectif. Cela garantit que seules des voies de raisonnement solides sont suivies.

Entraînement et évaluation

Pour entraîner le système, un ensemble de données contenant des paires de théories et d'objectifs avec des chemins de raisonnement associés a été utilisé. Le processus d'entraînement a impliqué le réglage fin des Modèles de sélection, de déduction et de vérification pour améliorer leur performance dans des tâches de raisonnement logique.

L'efficacité du système a été mesurée à travers diverses expériences, comparant ses performances avec d'autres modèles. Les résultats ont indiqué que le système proposé surpassait de manière significative les systèmes existants, démontrant les avantages de la planification explicite dans le raisonnement logique.

Résultats et découvertes

Les expériences ont révélé que le système proposé démontrait une forte capacité à classer avec précision les objectifs prouvables et non prouvables. En particulier, il excellait dans des scénarios où le raisonnement impliquait plusieurs étapes, soulignant l'importance de la planification dans la navigation de tâches logiques complexes.

Informations sur la performance

  • Le système a montré une amélioration marquée de la précision des objectifs prouvables par rapport aux modèles de base.
  • Malgré certains défis avec les objectifs non prouvables, les méthodes proposées ont donné une précision globale plus élevée, indiquant une robustesse dans la performance.
  • L'intégration de la planification explicite a produit un système capable de raisonnements efficaces dans des scénarios difficiles, comme lors de la gestion de distractions, où des informations non pertinentes peuvent compliquer le processus de raisonnement.

Adresser les limitations

Bien que les découvertes soient prometteuses, la recherche a reconnu certaines limitations. Par exemple, la dépendance à des modèles préentraînés peut entraîner des vulnérabilités si les modèles ne sont pas correctement ajustés, ce qui peut conduire à des inexactitudes potentielles.

Pour lutter contre ces problèmes, les chercheurs ont proposé de peaufiner davantage le modèle de vérification, en veillant à ce qu'il maintienne un haut niveau de précision même dans des situations moins claires.

Directions futures

L'article se termine par des suggestions pour de futures voies de recherche, y compris :

  • Affinement conjoint des modèles : Explorer des moyens d'améliorer de manière collaborative les composants de sélection, de déduction et de vérification.
  • Planification implicite : Étudier des méthodes de planification plus efficaces qui pourraient améliorer la rapidité du raisonnement sans sacrifier la précision.
  • Utilisation de données non étiquetées : Exploiter des données sans chemins de raisonnement explicites pour améliorer l'entraînement du modèle et sa performance.

Conclusion

En résumé, l'intégration de la planification explicite dans les modèles de langage pour le raisonnement logique ouvre la voie à des systèmes plus sophistiqués capables de traiter des tâches de raisonnement complexes. Malgré les défis, la recherche démontre que ces systèmes peuvent atteindre des performances compétitives, fournissant une base solide pour de futures avancées dans ce domaine. La capacité à effectuer un raisonnement logique avec une plus grande fiabilité pourrait avoir des implications significatives dans diverses applications en intelligence artificielle.

Source originale

Titre: Explicit Planning Helps Language Models in Logical Reasoning

Résumé: Language models have been shown to perform remarkably well on a wide range of natural language processing tasks. In this paper, we propose LEAP, a novel system that uses language models to perform multi-step logical reasoning and incorporates explicit planning into the inference procedure. Explicit planning enables the system to make more informed reasoning decisions at each step by looking ahead into their future effects. Moreover, we propose a training strategy that safeguards the planning process from being led astray by spurious features. Our full system significantly outperforms other competing methods on multiple standard datasets. When using small T5 models as its core selection and deduction components, our system performs competitively compared to GPT-3 despite having only about 1B parameters (i.e., 175 times smaller than GPT-3). When using GPT-3.5, it significantly outperforms chain-of-thought prompting on the challenging PrOntoQA dataset. We have conducted extensive empirical studies to demonstrate that explicit planning plays a crucial role in the system's performance.

Auteurs: Hongyu Zhao, Kangrui Wang, Mo Yu, Hongyuan Mei

Dernière mise à jour: 2023-11-07 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2303.15714

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.15714

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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