回答知识密集型复杂问题的概率思维推理

EMNLPNov, 2023

回答知识密集型复杂问题的概率思维推理

Probabilistic Tree-of-thought Reasoning for Answering Knowledge-intensive Complex Questions

Shulin Cao, Jiajie Zhang, Jiaxin Shi, Xin Lv, Zijun Yao...

TL;DR大型语言模型（LLMs）能够用链式思维推理回答知识密集型复杂问题，但当模型的参数中缺少所需的知识或不是最新的时，它们往往会产生错误的推理步骤。本文提出一种新方法：概率思维树推理（ProbTree）。在开放领域的情境下，我们利用外部知识检索加强链式推理，通过解决从叶节点到根节点的问题，考虑问题分解和回答的置信度，在推理过程中消除了负面检索问题，并借助层次结构对非叶节点进行全局推理，从而弥补了局部错误。实验证明，我们的方法在三个复杂问答数据集上显著优于最先进方法，证明了概率思维树推理的有效性。

Abstract

large language models (LLMs) are capable of answering knowledge-intensive complex questions with chain-of-thought (CoT) reasoning. However, they tend to generate factually incorrect reasoning steps when the required knowledge is not available or up-to-date in models' parameters. Recent

large language models chain-of-thought reasoning external knowledge retrieval probabilistic tree-of-thought reasoning open-domain setting

发现论文，激发创造

基于知识驱动的协同训练：探索 LLMs 中的忠实推理与知识密集型问答

通过与外部知识的交互，我们提出了一个名为知识驱动的思路连贯（KD-CoT）的框架，以验证和修改语言模型的推理过程，以缓解幻觉和错误传播，尤其在回答知识密集型任务时。

Aug, 2023

关于 LLMs 的推理和规划经验复杂性的研究

通过进行实验案例研究并将结果与机器学习中的样本和计算复杂性联系起来，我们发现如果问题可以分解成一系列推理步骤，并且学习预测下一步具有较低的样本和计算复杂性，明确列出推理链与预测下一步所需的所有必要信息可能会改善性能，相反，对于计算复杂的问题，采用树状推理可能比尝试形成简短的推理链更好地产生推理结果。

Apr, 2024

使用知识图谱直接评估多跳推理中的思路一致性

大型语言模型（LLMs）在生成连贯思路解释时展现出强大的推理能力，然而，之前的研究仅关注于回答的准确性，忽略了生成的连贯思路的正确性。本文通过利用知识图谱（KGs）深入探讨 LLMs 在多跳问题回答中的连贯思路推理能力。我们提出了一种新颖的区分性和生成性连贯思路评估范式，用于评估 LLMs 关于推理的知识和生成连贯思路的准确性。通过在两个多跳问题回答数据集上对 5 个不同家族的 LLMs 进行的实验证明，LLMs 具有足够的知识进行推理，然而，LLMs 生成的连贯思路的准确性与回答的准确性存在显著差异，表明它们经常通过错误的推理方法得出正确的答案。

Feb, 2024

语言模型中的多模态思维链推理

该研究提出了一种将语言与视觉信息相结合的理由生成和答案推断的多模态 - CoT 框架，使得答案推断可以更好地利用基于多模态信息的生成的理由，并取得了比先前最先进的 LLM（GPT-3.5）高 16 个百分点（75.17％-> 91.68％准确度）的性能，在 ScienceQA 基准测试中甚至超过了人类的表现。

Feb, 2023

知识密集型多步问题的交错检索与思维链推理

提出了 IRCoT 方法，在多步 QA 过程中使用检索和 CoT 交替进行，同时使用检索的结果来改善 CoT。在 HotpotQA、2WikiMultihopQA、MuSiQue 和 IIRC 四个数据集上，使用 IRCoT 方法取得了显著的检索和 QA 性能改进，即便是在小型模型 T5-Flan-large（0.7B）上也能奏效。

Dec, 2022

通过思维树增强跨语言多步推理

本研究通过一种自洽的跨语言提示机制，提出了一种跨语言多步推理方法，可以在不同语言中实现多步推理路径，从而达到解决复杂推理任务的目的，并在实验评估中表现出比现有提示方法更优的性能。

Nov, 2023

自主链式思维对于面向开放域多跳推理的大型语言模型

在这篇文章中，我们提出了自主启发式链式思考 (SP-CoT) 自动化框架，用于大规模生成高质量的多跳推理数据集并通过上下文学习实现自主启发式推理，实验证明 SP-CoT 在大规模和小规模语言模型上的性能均显著优于前沿方法，并能在中间步骤中召回约 50% 的中间答案。

Oct, 2023

大型语言模型中多跳问答的图引导推理

通过引入图引导的 CoT 提示方法，以问题 / 理由图为基础的图引导推理方法在多步骤推理中表现出优越性能。

Nov, 2023

使用代码执行解锁大型语言模型的时间问答

本研究旨在探讨大型语言模型在处理复杂时间推理能力问题上的挑战，并提出了一种结合自然语言处理和逻辑推理的框架，证明了其在时间限制推理任务方面的有效性。

May, 2023

小型语言模型是否能帮助大型语言模型更好地进行推理？：LM 引导下的思路链

我们引入了一种新颖的框架，LM-Guided CoT，它利用轻量级（即 <1B）语言模型（LM）指导黑盒大型（即> 10B）LM 在推理任务中的工作。具体而言，轻量级 LM 首先为每个输入实例生成理论依据，接着使用冻结的大型 LM 根据轻量级 LM 生成的理论依据预测任务输出。我们的方法在资源利用上高效，只需要训练轻量级 LM。我们通过知识蒸馏和强化学习来优化模型，其中蒸馏和任务导向的奖励信号用于强化学习。我们通过多跳摘要问答基准 HotpotQA 和 2WikiMultiHopQA 来评估我们的方法。实验结果表明，我们的方法在回答预测准确性方面优于所有基准方法。我们还发现，强化学习有助于模型生成更高质量的理论依据，并提高问答的性能。

Apr, 2024