Desafios Culturais na Raciocínio de Modelos de Linguagem

Modelos de linguagem grandes (LLMs) têm se mostrado muito bons em responder perguntas e resolver problemas. Mas as expectativas das pessoas mudam conforme seus contextos culturais. Como as Línguas estão ligadas a diferentes culturas, é crucial que os LLMs também entendam essas culturas diversas ao raciocinarem. Este artigo investiga como esses modelos usam Provérbios e ditados de várias culturas nas conversas.

Nos nossos experimentos, descobrimos que:

1. Os modelos conhecem um número limitado de provérbios. Só decorar não significa que entendem como usá-los nas conversas.
2. Os modelos têm dificuldade com provérbios figurativos e com tarefas que pedem para identificarem respostas incorretas.
3. Percebemos uma diferença significativa na forma como esses modelos compreendem ditados culturais traduzidos de outras línguas.

Para estudar isso, criamos um conjunto de dados com provérbios e seu uso em contextos de conversa em seis idiomas. Esse conjunto de dados está disponível online.

Quando os LLMs raciocinam em situações específicas, entender o contexto Cultural faz diferença. Cada cultura tem seu próprio jeito de pensar, moldado pelo conhecimento compartilhado, conceitos e senso comum. No entanto, em processamento de linguagem natural (NLP), a maior parte das pesquisas não foca em quão bem esses modelos conseguem captar significados culturais mais profundos em diferentes línguas. Dado que língua e cultura estão intimamente ligadas, é vital que os modelos consigam comunicar efetivamente em diferentes contextos culturais.

Provérbios são expressões fixas que carregam significados culturais. Coletamos provérbios de seis idiomas e analisamos como eles são usados nas conversas. Avaliamos os LLMs através de tarefas nas quais tinham que interpretar esses provérbios dentro de um contexto conversacional.

Algumas perguntas-chave que queríamos responder eram:

1. Os LLMs multilíngues incluem conhecimento de contextos culturais, e isso influencia seu Raciocínio?
2. Esses modelos conseguem raciocinar em contextos que exigem Entendimento cultural?
3. Existem lacunas culturais quando esses modelos lidam com provérbios de diferentes culturas?

Para responder a essas perguntas, precisávamos avaliar os LLMs usando expressões culturalmente ricas em várias línguas e ver como eles raciocinavam em contextos específicos. Trabalhos anteriores não tinham incluído expressões fixas em suas avaliações.

Provérbios oferecem uma maneira única de estudar a habilidade de raciocínio, já que expressam sabedoria tradicional e estão muitas vezes ligados a experiências vividas. Embora culturas diferentes possam ter vários provérbios, geralmente abordam temas universais semelhantes. No entanto, a maneira como esses provérbios são expressos e entendidos pode variar muito entre culturas.

Por exemplo, o provérbio em inglês "The apple doesn't fall far from the tree" sugere que crianças muitas vezes se parecem com seus pais. Variações desse ditado existem em outras línguas, como o provérbio indonésio "Rebung tidak jauh dari rumpunnya" ou o ditado chinês "虎父无犬子," que expressam ideias semelhantes. Mas nem todos os provérbios têm equivalentes diretos em outras línguas devido a diferenças culturais.

Além disso, provérbios são usados em escrita ou conversa para fazer pontos, oferecer conselhos ou confortar os outros. A interpretação de provérbios frequentemente depende do contexto, destacando sua natureza figurativa. Isso faz dos provérbios uma ótima forma de estudar como os LLMs conseguem raciocinar em situações específicas.

No nosso estudo, queríamos aprender:

1. Quão bem os LLMs memorizam provérbios?
2. Eles conseguem escolher a interpretação correta de um provérbio com base no contexto?
3. Eles conseguem raciocinar entre culturas, e têm dificuldades em interpretar provérbios de diferentes origens?

Desenvolvemos um conjunto de dados que inclui uma variedade de provérbios, seus usos conversacionais, interpretações e se o uso é figurativo. Esse conjunto cobre seis idiomas: inglês, alemão, russo, bengali, chinês e indonésio.

Realizamos vários experimentos usando uma variedade de modelos multilíngues de código aberto. Nossos achados mostraram que os LLMs têm graus variados de conhecimento sobre provérbios, com mais conhecimento em inglês e chinês. A capacidade de memorizar provérbios não necessariamente melhorou suas habilidades de raciocínio. Também notamos que entender provérbios figurativos era especialmente difícil para muitas línguas.

Ao avaliar a capacidade dos modelos de raciocinar entre culturas, encontramos lacunas significativas na compreensão ao lidar com provérbios traduzidos. Isso sugere a necessidade de mais esforços para tornar os LLMs mais conscientes culturalmente.

Nossas principais contribuições incluem:

1. Uma análise de como uma ampla gama de LLMs multilíngues raciocina com conhecimento cultural usando provérbios.
2. Um foco na diferença entre memorização e habilidades de raciocínio na compreensão de provérbios e identificação de lacunas culturais.
3. A criação de um conjunto de dados multicultural de provérbios para múltiplas línguas com vários níveis de anotações.

#Trabalhos Relacionados

Estudos anteriores investigaram as habilidades de raciocínio dos LLMs, principalmente na língua inglesa ou limitados a algumas línguas. Nosso conjunto de dados é a maior coleção focada especificamente em provérbios e ditados com contextos conversacionais. Trabalhos anteriores como o MABL exploraram a compreensão de metáforas entre culturas, mas não avaliaram o raciocínio em contextos com ditados fixos.

Queremos ampliar essa compreensão usando provérbios como uma ferramenta para estudar o raciocínio cultural nos LLMs. Além disso, exploramos os métodos de recuperação de memória dos LLMs com expressões fixas, com foco em aspectos multiculturais.

#Criação do Conjunto de Dados

Para nosso conjunto de dados, escolhemos seis idiomas que oferecem diversidade geográfica e cultural: inglês, alemão, russo, bengali, chinês e indonésio. Selecionamos essas línguas com base na riqueza de expressões culturais e na disponibilidade de recursos.

Coletamos provérbios e ditados do Wikiquote e Wiktionary para esses idiomas. Notavelmente, o bengali tinha um grande número de provérbios, então escolhemos aleatoriamente um conjunto equilibrado para nosso estudo.

Como provérbios são geralmente usados em conversas, criamos diálogos curtos que incluíam esses provérbios. Para isso, combinamos input humano com conteúdo gerado por modelos. Usamos o GPT-3.5 para gerar conversas iniciais que foram depois refinadas por falantes nativos para garantir a precisão.

No nosso conjunto de dados final, incluímos 2.313 provérbios junto com seus contextos. Depois, dividimos os dados em diferentes conjuntos para teste e treinamento.

#Análise de Provérbios

Provérbios representam conhecimento cultural e experiências ligadas a sociedades específicas. Por exemplo, certos alimentos que são populares em uma cultura podem não existir em outra. No nosso conjunto de dados, notamos que animais como tigres têm importância nas culturas orientais, enquanto leões são mais significativos no Ocidente.

Analisamos provérbios criando representações visuais de seus significados usando embeddings matemáticos. Isso revela as relações e diferenças entre provérbios em diferentes culturas.

#Configuração Experimental

Optamos por uma estratégia de avaliação zero-shot, usando prompts em inglês para nossos experimentos. Essa abordagem já mostrou que traz melhores resultados para modelos multilíngues. Testamos vários modelos multilíngues avançados, como XLM-R, mT0, BLOOMZ, entre outros.

Para nossa tarefa de memorização, pedimos aos modelos para completar provérbios com palavras faltando, medindo suas habilidades pela precisão com que podiam lembrar essas expressões. Para raciocínio, comparamos respostas para ver como os modelos poderiam interpretar provérbios com base no contexto.

Ambos os experimentos focaram em avaliar as habilidades de memorização e raciocínio dos modelos com provérbios do nosso conjunto de dados.

#Resultados e Discussão

#Conhecimento de Provérbios

Descobrimos que os modelos geralmente melhoram suas capacidades de memorização à medida que aumentam de tamanho. Por exemplo, modelos maiores como LLaMA-2 se saíram bem em inglês, enquanto o desempenho variou para outros.

Entre várias línguas, alguns modelos tiveram mais dificuldade do que outros para memorizar provérbios, especialmente em bengali, indonésio e russo. Isso sugere que a exposição aos dados de treinamento desempenha um papel significativo na capacidade de lembrar e entender provérbios.

#Raciocínio com Provérbios em Contexto

Embora os modelos frequentemente demonstrem conhecimento sobre provérbios, esse conhecimento nem sempre se traduz em melhores habilidades de raciocínio. Verificamos que a memorização não garante sucesso em tarefas que requerem compreensão contextual.

Nossos experimentos mostraram que provérbios figurativos apresentaram desafios significativos na maioria das línguas. Também observamos diferenças em como vários modelos se saíram ao interpretar provérbios, indicando que o contexto desempenha um papel importante no raciocínio dos LLMs.

#Lacunas Culturais nos LLMs

Um modelo multilíngue ideal deveria ter um desempenho igualmente bom em todas as línguas. No entanto, nossas descobertas revelaram lacunas persistentes de desempenho, especialmente com traduções. Mal-entendidos no contexto cultural podem levar a interpretações incorretas.

Para demonstrar isso, observamos como provérbios chineses traduzidos para o inglês afetaram o desempenho dos modelos. Descobrimos que mesmo após melhorias nas traduções, o desempenho não se igualou ao da língua original para muitos modelos.

Isso destaca a necessidade de uma melhor compreensão e consciência cultural tanto na tradução automática quanto nos modelos multilíngues.

#Conclusão

Este estudo investigou quão bem os LLMs multilíngues raciocinam com conhecimento cultural, usando provérbios como ponto focal. Através do nosso conjunto de dados, conseguimos perceber que, embora muitos modelos tivessem algum nível de entendimento sobre provérbios, isso nem sempre correspondia a habilidades eficazes de raciocínio em situações contextuais.

Esperamos que nossos insights ajudem a informar pesquisas futuras voltadas para melhorar a consciência cultural dos LLMs. Há uma necessidade de uma melhor compreensão do terreno comum cultural e de como ele pode ser representado em modelos multilíngues. Investigações adicionais usando um conjunto mais diverso de idiomas e elementos culturais serão valiosas nessa área de pesquisa em andamento.

A pesquisa destaca a importância de não apenas conhecer provérbios, mas entender seus significados e aplicações dentro do contexto. As discrepâncias no raciocínio entre línguas sublinham a necessidade de modelos de linguagem mais robustos e culturalmente conscientes.