【AIGC调研系列】大型语言模型如何减少幻觉生成

作者：凡人多烦事01 | 2024-04-27 09:49:50

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在解读大型语言模型（LLMs）中的长格式事实性问题时，我们首先需要认识到这些模型在生成内容时可能会产生与既定事实不一致的情况，这种情况通常被称为“幻觉”[2][3]。这种现象不仅可能导致信息的误传，还可能对社会造成误导和伤害[3]。因此，提高LLMs的事实性成为了一个重要的研究方向。

为了提高LLMs的事实性，研究人员提出了多种方法。一种方法是通过对模型进行微调，使其更加注重事实性，而无需人工标注[2]。另一种方法是通过对比不同层的输出来减少幻觉的生成，这种方法不需要依赖外部知识或额外的微调[13]。此外，还有研究通过构建知识图谱来系统评估LLMs的事实知识，以发现模型在特定领域内的表现[12]。

然而，尽管有这些努力，LLMs在事实性方面的表现仍然存在局限性。例如，一些研究表明，即使是在开放域问答等知识密集型任务中，LLMs生成的知识的事实性并不总是能够显著阻碍下游任务的进行[8]。此外，尽管检索增强可以提高LLMs对知识边界的认知能力，但它们仍然倾向于过度依赖提供的检索结果[20]。

值得注意的是，LLMs在处理中文事实验证和整个事实核查流程时面临挑战，这主要是由于语言不一致性和幻觉的存在[15]。此外，尽管LLMs在帮助人类验证信息的真实性方面表现出色，但当它们提供错误的解释时，用户可能会过度依赖这些模型[18]。

总的来说，虽然LLMs在处理自然语言处理任务方面取得了显著的进步，但在提高其事实性方面仍面临许多挑战。未来的研究需要进一步探索如何有效地减少幻觉的生成，提高模型在特定领域内的事实性，并解决语言不一致性带来的挑战。同时，也需要开发更有效的工具和方法来评估和改进LLMs的事实性表现。

如何通过微调大型语言模型来提高其事实性？

通过微调大型语言模型（LLMs）来提高其事实性，主要涉及到优化算法的选择、参数更新策略、以及特定任务的适应性调整。以下是基于我搜索到的资料，对如何通过微调大型语言模型来提高其事实性的详细分析：

选择合适的优化算法：Adam算法是一种基于自适应估计的梯度下降优化方法，适用于大规模数据和/或参数问题[31]。它对于非平稳目标和具有非常嘈杂和/或稀疏梯度的问题也表现良好。因此，在微调大型语言模型时，可以考虑使用Adam算法作为优化器，以提高训练效率和模型性能。
采用Child-Tuning技术：Child-Tuning是一种有效的微调技术，它通过在反向传播过程中策略性地遮蔽非子网络的梯度来更新大型预训练模型的一部分参数（称为子网络）[32]。这种方法在GLUE基准测试的不同下游任务上表现出色，平均分数提高了1.5到8.6分，显示出比传统微调技术更好的泛化性能。
探索参数高效的微调（PEFT）：由于大型语言模型的参数需求和计算需求较高，参数高效的微调（PEFT）成为了一个重要的研究方向[33]。这包括开发新的高效PEFT架构、探索PEFT在不同学习设置下的应用、将PEFT与模型压缩技术结合使用，以及研究多模态LLMs的PEFT。
多任务序列微调：在解决数学问题的任务中，采用多任务序列微调策略，即同时进行解决方案生成和评估任务的微调，可以有效提升模型性能[35]。这种方法不仅提高了模型在特定任务上的表现，还增强了模型的整体泛化能力。
模型编辑技术的应用：为了维持大型语言模型的相关性和纠正错误，模型编辑技术提供了一种高效改变LLMs行为的方法，而不负面影响其他输入的表现[36]。这些技术可以帮助我们在特定领域内调整模型的行为，从而提高其事实性。

通过选择合适的优化算法、采用Child-Tuning等高效的微调技术、探索参数高效的微调方法、实施多任务序列微调策略，以及应用模型编辑技术，可以有效地提高大型语言模型的事实性。这些方法不仅可以提高模型在特定任务上的表现，还可以增强模型的泛化能力和适应性。

大型语言模型在减少幻觉生成方面的最新研究进展是什么？

大型语言模型（LLMs）在减少幻觉生成方面的最新研究进展主要集中在以下几个方面：

检测与解释：研究者们提出了多种方法来检测和解释LLMs中的幻觉现象。例如，一项研究提出了一个名为Chain-of-Verification (CoVe) 的方法，通过让模型先草拟一个初始响应，然后计划验证问题以事实核查其草案，接着独立回答这些问题以确保答案不受其他响应的偏见影响，最后生成最终经过验证的响应，从而减少了幻觉的发生[38]。另一项研究则专注于自相矛盾的幻觉现象，提出了一种新颖的提示式框架，旨在有效检测和减轻自相矛盾的内容，同时保持文本的流畅性和信息性[39]。
多模态幻觉检测：针对大型视觉语言模型（LVLMs），研究者们开发了M-HalDetect数据集，这是一个用于训练和基准测试模型以检测和预防幻觉的多模态幻觉检测数据集。通过优化InstructBLIP模型并训练细粒度的多模态奖励模型，研究发现这些方法能够显著降低幻觉率[40]。
无监督学习方法：PURR模型利用大型语言模型引入噪声的能力，并随后微调紧凑编辑器以通过整合我搜索到的资料来去噪这些噪声，这种方法完全基于无监督学习，为任何领域的训练提供了伪幻觉数据[44]。
知识注入与教师-学生方法：为了减少低参数开源LLMs中的幻觉，研究者探索了知识注入和教师-学生方法等技术。HaloCheck是一个轻量级的黑盒知识自由框架，用于量化LLMs中幻觉的严重程度，并展示了这些技术在挑战性领域中减少幻觉的有效性[45]。
自我反思方法：在医疗生成问答系统中，研究者提出了一种交互式自我反思方法，通过知识获取和答案生成的反馈过程，逐步提高生成答案的事实性、一致性和蕴含性。这种方法在自动和人工评估中都显示出比基线更好的幻觉减少效果[46]。
训练自由的方法：Woodpecker方法提供了一种无需重新训练模型即可纠正幻觉的新途径。它包括关键概念提取、问题制定、视觉知识验证、视觉声明生成和幻觉纠正五个阶段，能够在不同的多模态大型语言模型（MLLMs）中轻松应用[43]。

这些研究进展表明，减少LLMs中的幻觉生成是一个多方面、跨学科的研究领域，涉及从检测和解释到无监督学习方法，再到知识注入和自我反思等多种技术和策略。未来的研究可能会继续探索新的方法和技术，以进一步提高LLMs在实际应用中的可靠性和准确性。

构建知识图谱如何帮助评估大型语言模型的事实知识？

构建知识图谱（Knowledge Graph, KG）对于评估大型语言模型（Large Language Models, LLMs）的事实知识具有重要意义。以下是基于我搜索到的资料，详细解释如何通过知识图谱帮助评估大型语言模型的事实知识。

增强事实推理能力：大型语言模型虽然在处理自然语言方面表现出色，但在回忆事实和生成基于知识的内容方面存在困难[52]。知识图谱作为一种结构化的知识表示形式，能够提供明确的事实知识，从而帮助LLMs提高其事实推理能力。通过将知识图谱融入到预训练和推理阶段，或者用于增强LLMs所学习的知识的理解，可以有效地提升LLMs在处理需要事实支持的任务时的表现[51]。
提高生成文本的事实准确性：知识图谱能够为LLMs提供外部知识，用于推断和解释性增强[51]。这意味着LLMs在生成文本时，能够更加准确地反映事实知识，减少错误信息的产生。例如，通过结合知识图谱，可以开发出知识图谱增强的大型语言模型（KGLLMs），这些模型能够在生成文本时更好地利用事实知识，从而提高文本的事实准确性[52]。
促进双向推理：知识图谱和大型语言模型的结合不仅能够增强LLMs的事实推理能力，还能够促进两者之间的双向推理。这种双向推理是通过数据和知识共同驱动的，旨在同时增强LLMs和KGs的能力[51]。这种协同作用有助于发现新的事实和表示未见过的知识，进一步提升了LLMs在处理复杂查询和任务时的能力。
自动构建和扩展知识图谱：大型语言模型的发展为自动构建和扩展知识图谱提供了新的可能性。通过使用先进的LLM模型，可以从非结构化文本中自动创建知识图谱，这不仅可以提高从非结构化文本创建这些图谱的准确性，还可以探索使用基础LLM模型进行自动本体论创建的可能性，从而产生更相关和准确的知识图谱[53]。
支持零样本迁移学习：知识图谱的引入还可以支持LLMs的零样本迁移学习。通过预训练任务预测哪些标题与哪些图像相匹配，可以有效地从头开始学习图像表示，并实现零样本迁移到下游任务[48]。这种方法展示了直接从原始文本中学习的强大潜力，而知识图谱可以进一步增强这一过程，使LLMs能够在没有特定训练数据的情况下，也能有效地处理各种任务。

构建知识图谱对于评估和提升大型语言模型的事实知识具有重要作用。通过结合知识图谱和大型语言模型的优势，可以显著提高模型的事实推理能力、生成文本的事实准确性以及处理复杂查询和任务的能力。此外，知识图谱的自动构建和扩展能力也为LLMs的发展提供了新的方向。

在处理中文事实验证时，大型语言模型面临哪些具体挑战？

在处理中文事实验证时，大型语言模型（LLMs）面临的具体挑战主要包括以下几个方面：

语言的复杂性和多样性：语言本质上是一个由语法规则管辖的人类表达系统的复杂、精细体系[56]。这意味着，对于任何特定的语言，包括中文，理解其语法结构、词汇用法以及文化背景等都是一个巨大的挑战。尽管大型语言模型通过预训练Transformer模型在大规模语料库上展现出强大的能力[56]，但这些模型仍然需要不断地调整和优化以适应中文这一特定语言的复杂性。
数据标注的稀缺性：虽然存在大量的未标记文本语料库，但用于学习特定任务的标记数据却非常稀缺[57]。这对于基于判别式训练的模型来说是一个重大挑战，因为它们依赖于大量标注数据来提高性能。对于中文事实验证这类任务，缺乏足够的标注数据可能会限制模型的学习效果。
模型规模与性能的关系：研究表明，模型规模的增加可以带来性能的显著提升[56]。然而，当参数规模超过一定水平时，这些扩大的语言模型不仅实现了显著的性能改进，还展示了一些小规模模型所不具备的特殊能力。这表明，在处理中文事实验证时，选择合适的模型规模是一个重要的考虑因素，同时也需要考虑到如何有效利用这些大模型的能力。
评估方法的多样性：随着大型语言模型在学术界和工业界的日益普及，它们的评估变得越来越重要，不仅在任务级别上，而且在社会层面上也非常重要，以便更好地理解它们潜在的风险[59]。这意味着，评估大型语言模型在处理中文事实验证时的表现需要采用多种方法和基准测试，这增加了评估的复杂性和难度。
技术能力和局限性的认识：尽管大型语言模型如GPT-3已经取得了显著的技术进步[58]，但它们的技术能力和局限性仍然是研究者和开发者需要深入探讨的问题。特别是在处理中文这样的语言时，模型可能无法完全理解和生成符合人类预期的内容，这要求开发者在设计和部署这些模型时必须有清晰的认识和适当的限制措施。

大型语言模型在处理中文事实验证时面临的挑战包括但不限于语言的复杂性、数据标注的稀缺性、模型规模与性能的关系、评估方法的多样性以及对技术能力和局限性的认识。这些挑战要求研究人员和开发者不断探索和创新，以提高模型的性能和可靠性。

如何开发有效的工具和方法来改进大型语言模型的事实性表现？

开发有效的工具和方法来改进大型语言模型（LLMs）的事实性表现，需要综合考虑多种策略和技术。以下是基于我搜索到的资料，提出的一些关键步骤和建议：

利用预训练数据中的隐含知识：根据[60]的研究，大型语言模型能够从预训练数据中学习到常识和事实知识。因此，可以通过进一步优化这些模型的预训练过程，使其更好地理解和存储事实信息。例如，可以增加专门用于事实验证的数据集到预训练阶段，或者调整模型结构以提高对事实信息的敏感度。
开发专门的事实评估工具：如[61]所述，FACTOR框架通过自动转换事实语料库来创建基准测试，这有助于评估语言模型在特定领域生成事实信息的能力。这种方法可以扩展到其他领域，为每个领域定制专门的评估工具，以确保模型在不同领域的事实性表现得到充分验证。
引入工具交互式批判反馈机制：根据[62]的研究，CRITIC框架允许LLMs通过与外部工具交互来验证和修正其输出。这种自我修正机制可以显著提高模型的事实性表现。因此，开发能够与各种外部工具（如搜索引擎、代码解释器等）有效交互的LLM系统是提高事实性表现的一个重要方向。
采用模糊规则和遗传算法优化语言模型：如[63]所提出的，通过允许语言规则有两个后继，并采用模糊规则和遗传算法来设计和选择语言模型，可以提高模型的准确性和可解释性。这种方法可能对于处理复杂和不明确的事实情况特别有用，因为它提供了一种灵活的方式来处理不确定性。
增强模型的检索能力：根据[61]的发现，当LLM被增强检索功能时，其基准得分会提高。这表明，通过集成更先进的检索技术，可以帮助模型更好地访问和利用外部知识库，从而提高其在特定领域内的事实性表现。
持续监控和更新模型：鉴于LLMs可能会随着时间而过时或产生错误的信息，建立一个持续监控和定期更新模型的机制是非常重要的。这包括定期重新训练模型、更新其知识库以及调整其参数以适应新的信息和挑战。

通过结合上述策略和技术，可以有效地开发出能够改进大型语言模型事实性表现的工具和方法。这不仅需要技术创新，还需要跨学科的合作，包括计算机科学、人工智能、语言学和社会科学等领域。