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Avaliando a Similaridade em Modelos de Embedding para Sistemas de Recuperação

Uma olhada profunda na escolha de modelos de embedding para geração melhorada por recuperação.

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Escolher o Modelo de Embedding certo é super importante quando se está construindo sistemas que ajudam a gerar respostas baseadas em informações recuperadas. Com tantos modelos disponíveis hoje em dia, achar grupos de modelos parecidos pode facilitar bastante o processo de escolha. Porém, confiar só nas notas de desempenho dos testes não é suficiente pra entender como esses modelos são realmente semelhantes. Essa discussão foca em avaliar a similaridade dos modelos de embedding especificamente para sistemas que combinam Recuperação e geração.

O que são Modelos de Embedding?

Modelos de embedding são ferramentas usadas pra transformar texto em formas numéricas que um computador consegue entender. Esses textos transformados, chamados de embeddings, capturam significados e relações entre palavras. Os embeddings são usados em várias aplicações, incluindo sistemas de busca e chatbots. Sistemas de Geração Aumentada por Recuperação (RAG) melhoram modelos de linguagem tradicionais ao permitir que eles busquem conhecimento existente de fontes externas, o que melhora a precisão e relevância das informações.

O Papel da Recuperação em Sistemas RAG

Uma parte essencial dos sistemas RAG é o processo de recuperação. Essa etapa envolve escolher documentos relevantes que se encaixam na consulta de entrada. Pra essa recuperação funcionar bem, os modelos dependem de embeddings de texto. Muitos modelos conseguem criar esses embeddings, tornando crucial escolher o certo entre tantas opções. A orientação pra essa escolha normalmente vem de informações técnicas sobre cada modelo e seu desempenho em vários testes de referência.

Importância de Analisar a Similaridade dos Embeddings

Entender quão semelhantes os embeddings de diferentes modelos são pode ajudar muito na escolha do modelo de embedding certo. Dado o crescimento rápido no número de modelos e sua complexidade, avaliar manualmente cada modelo pra uma tarefa específica pode ser caro e demorado. Em vez de focar só em notas de desempenho, uma comparação detalhada de como os modelos se comportam pode revelar insights mais profundos sobre suas similaridades.

Avaliando Modelos: Duas Abordagens Principais

Essa avaliação da similaridade dos modelos tem duas abordagens principais. A primeira é uma comparação par-a-par dos embeddings de texto. A segunda abordagem observa especificamente como os resultados recuperados são semelhantes quando consultas são executadas em diferentes modelos. A primeira abordagem ajuda a entender as representações criadas pelos modelos, enquanto a segunda avalia o desempenho dessas representações em tarefas de recuperação reais.

Comparando Diferentes Famílias de Modelos

A avaliação envolve várias famílias de modelos bem conhecidas. A análise examina como esses modelos se saem individualmente e em relação uns aos outros. Notavelmente, tanto modelos Proprietários de grandes empresas quanto modelos de Código aberto são analisados pra encontrar alternativas adequadas para usuários que preferem não depender de opções pagas.

Métricas de Similaridade para Análise

Pra determinar a similaridade, várias métricas são usadas. Uma abordagem calcula quão próximas as representações de diferentes modelos estão. Outro método mede com que frequência diferentes modelos recuperam os mesmos documentos relevantes para várias consultas. Olhar para essas duas dimensões dá uma visão bem completa de como os modelos se comparam.

Resultados da Avaliação de Similaridade

Através da avaliação de vários modelos de embedding, surgiram grupos distintos de modelos. Normalmente, modelos da mesma família mostraram altos níveis de similaridade. Porém, curiosamente, alguns modelos de diferentes famílias também demonstraram similaridades notáveis. Isso significa que mesmo que modelos pertençam a grupos diferentes, eles ainda podem se comportar de forma semelhante em termos de representação de dados.

Entendendo a Similaridade na Recuperação

A similaridade na recuperação é particularmente importante, especialmente para conjuntos menores de documentos recuperados. Avaliar essa similaridade mostrou que, embora os modelos possam parecer semelhantes com base em seus embeddings, eles podem gerar resultados bem diferentes quando se trata de tarefas de recuperação. Isso é crucial para aplicações práticas, já que os usuários geralmente se preocupam mais com os resultados gerados a partir das consultas do que com as representações subjacentes.

Clusters e Variância na Recuperação

Ao examinar a similaridade na recuperação, foram observados altos graus de variância, especialmente ao olhar para conjuntos menores de partes recuperadas. Isso sugere que mesmo entre modelos que estão próximos em termos de similaridade de embedding, suas saídas podem diferir muito quando aplicadas em um contexto real. Alguns modelos podem se sair melhor em certas situações, enquanto outros podem ter um desempenho melhor em diferentes ambientes.

Modelos de Código Aberto vs. Proprietários

Como parte dessa avaliação, o foco em encontrar modelos de código aberto que pudessem servir como alternativas a modelos proprietários bem conhecidos foi significativo. A análise mostrou que alguns modelos de código aberto se igualam de perto com os recursos dos modelos proprietários, oferecendo opções para usuários que desejam evitar taxas de licenciamento ou outros custos associados a soluções proprietárias.

Implicações para a Seleção de Modelos

Os resultados indicam que, embora existam agrupamentos de modelos que apresentam alta similaridade, o processo de decisão para selecionar modelos de embedding está longe de ser simples. Os usuários devem considerar o desempenho dos modelos não apenas em termos de geração de embeddings, mas também com base em quão efetivamente esses embeddings se traduzem em resultados de recuperação significativos. Essa complexidade destaca a necessidade de os usuários realizarem avaliações detalhadas para atender a requisitos específicos de uso, já que alta similaridade em uma área não garante desempenho equivalente em outra.

Direções Futuras para Pesquisa

Existem muitas possibilidades pra investigações futuras nessa área. Por exemplo, testar as diferenças nas similaridades de embedding em conjuntos de dados maiores e mais complexos pode fornecer insights adicionais. Explorar como várias estratégias para processar documentos impactam na qualidade dos embeddings também pode ser valioso. Além disso, introduzir novas medidas de similaridade pode aprofundar a compreensão do que torna diferentes modelos semelhantes ou distintos.

Conclusão

Resumindo, reconhecer as similaridades e diferenças entre modelos de embedding é crucial pra quem tá tentando desenvolver sistemas de recuperação robustos. Embora algum progresso tenha sido feito pra entender essas relações, pesquisas contínuas são necessárias pra navegar efetivamente nas complexidades dos comportamentos dos modelos. Os usuários devem estar preparados pra fazer avaliações abrangentes pra escolher o melhor modelo de embedding adequado às suas necessidades específicas, garantindo que atinjam os resultados desejados em suas aplicações.

Fonte original

Título: Beyond Benchmarks: Evaluating Embedding Model Similarity for Retrieval Augmented Generation Systems

Resumo: The choice of embedding model is a crucial step in the design of Retrieval Augmented Generation (RAG) systems. Given the sheer volume of available options, identifying clusters of similar models streamlines this model selection process. Relying solely on benchmark performance scores only allows for a weak assessment of model similarity. Thus, in this study, we evaluate the similarity of embedding models within the context of RAG systems. Our assessment is two-fold: We use Centered Kernel Alignment to compare embeddings on a pair-wise level. Additionally, as it is especially pertinent to RAG systems, we evaluate the similarity of retrieval results between these models using Jaccard and rank similarity. We compare different families of embedding models, including proprietary ones, across five datasets from the popular Benchmark Information Retrieval (BEIR). Through our experiments we identify clusters of models corresponding to model families, but interestingly, also some inter-family clusters. Furthermore, our analysis of top-k retrieval similarity reveals high-variance at low k values. We also identify possible open-source alternatives to proprietary models, with Mistral exhibiting the highest similarity to OpenAI models.

Autores: Laura Caspari, Kanishka Ghosh Dastidar, Saber Zerhoudi, Jelena Mitrovic, Michael Granitzer

Última atualização: 2024-07-11 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2407.08275

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.08275

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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