探索LLM 在金融领域有哪些潜在应用——通过使用 GPT-4 测试金融工程、市场预测和风险管理等 11 项任务_fiqa-sa

概述

近年来，用于自然语言理解和生成的人工智能技术在自然语言处理领域取得了突破性进展，OpenAI 的 GPT 和其他大规模语言模型在该领域取得了显著进步。这些模型通过先进的计算能力和算法，展示了处理复杂任务的能力，如理解复杂语境、回答问题和生成内容。特别是，它们在金融领域的潜力正变得越来越明显。

金融行业是一个专业而复杂的领域，需要进行大量的数据分析、预测和决策。大规模语言模型处理大量文本数据的能力具有广泛的潜在应用，包括财务报告、市场新闻、投资者沟通分析、市场趋势洞察、风险评估甚至投资决策支持。大规模语言模型处理自然语言查询并提供即时金融建议和支持的能力在金融服务业也非常有用。

然而，大规模语言模型在金融领域的应用面临多重挑战，包括理解专业和复杂的金融数据，以及对金融术语、法规和市场动态的复杂建模理解。此外，高风险的金融决策要求预测准确可靠。

为了应对这些挑战，研究人员和开发人员正在改进大规模语言模型的算法，以提高对专业领域知识的理解和处理能力。专家系统和人工审核的结合有望提高金融领域应用模型的准确性和可靠性。

本文重点探讨了如何应对金融业特有的挑战，以及如何将大规模语言模型在广泛领域取得的成功应用于金融业。它全面考察了金融工程、预测、风险管理和实时问题解答领域的最新发展，并概述了大规模语言模型在金融领域的技术方法和潜力。它还对 GPT-4 的性能进行了评估，并总结了该领域的研究成果、未决问题和未来发展方向。

论文地址：https://arxiv.org/abs/2401.11641

金融任务

第一项任务与金融工程有关。量化交易、投资组合优化和机器人顾问是当今金融业快速发展的领域。它们将金融、数学和计算机科学相结合，创造出创新的金融策略和产品。大规模语言模型的突破也对这些领域产生了重大影响。

传统的数学和统计模型在预测市场走势的量化交易中占据主导地位，而大规模语言模型的出现则为利用非结构化数据源中的隐含情感信息提供了新的可能性。这使得分析师报告和市场新闻中的细微差别能够被捕捉并反映到投资策略中。大规模语言模型为投资决策过程提供了一种新的范式，使人们能够根据上下文理解和解释复杂的金融术语，而这些在传统的定量分析中往往被忽视。

投资组合优化利用大规模语言模型，分析从市场报告和新闻报道中获得的大量非结构化数据，进行风险评估。这使其能够对传统模型容易忽视的地缘政治时事和市场动荡做出反应，从而采取更具适应性和更明智的资产配置策略。

通过将大规模语言模型与人工智能相结合，机器人顾问还能让金融投资变得简单。它们将能够根据个人用户的需求定制投资组合，并对市场波动做出快速反应。另一方面，个性化的局限性以及对隐私和数据安全的考虑也是未来发展的重要考虑因素。

第二项任务与金融预测有关。从并购预测到债务违约预测，自然语言处理和大规模语言模型等先进技术发挥着重要作用。这些技术可以分析各种文本数据，为预测金融市场的复杂走势提供新的手段。

在预测并购活动时，大规模语言模型会通过财务报告和新闻文章分析战略的趋势和变化，从而提示即将发生的并购迹象。对市场评论和财务报告进行情感分析，可以发现市场对特定公司或行业的情感变化，从而提供有价值的见解，预示潜在的并购活动。社交媒体上的投机信息和公众情绪的变化也可作为并购趋势的早期指标加以分析。

在债务违约预测中，语言模型从各种文本来源评估公司的财务健康状况。通过分析财务披露信息、新闻报道甚至公司领导人的声明，可以发现财务危机的早期迹象。作为对传统数字模型的补充，还可以通过对市场情绪和语气的详细分析，发现公司财务健康状况恶化的早期迹象。

近年来，GPT-4 的使用也引起了广泛关注，在金融预测方面取得了优异成绩，这方面的实例也很多。特别是，使用 GPT-4 预测股票价格趋势是一个复杂的过程，需要对各种数据源进行综合分析。

迄今为止，ARIMA 和机器学习算法等计量经济学模型在学术研究和金融行业的股价预测中一直占据主导地位，但这些方法在快速应对市场快速变化和为预测提供明确依据方面面临挑战。市场走势因其随机性和多重影响因素而难以预测，这使得传统的定量模型难以捕捉市场情绪和全球经济的快速变化。

在市场预测方面，GPT-4 也越来越受到关注。通过对金融新闻、经济指标和社交媒体趋势等各种文本数据的处理和解读，可以深入洞察市场情绪和趋势。以下是 GPT-4 在市场预测中的一些应用实例及其优势

• 在市场预测中使用 GPT-4 的实例
  • 分析财经新闻和报告：快速分析财经新闻和报告，全面了解市场状况和潜在趋势。
  • 社交媒体情绪分析：通过分析帖子和推文的情绪，可以深入了解公众舆论和投资者情绪，并为市场趋势提供重要指标。
  • 解读经济指标：解读与影响市场预测的经济指标（如通货膨胀和国内生产总值增长）相关的文本数据。
  • 情景模拟：根据历史数据模拟各种市场情况和结果，以支持风险评估和决策。
  • 实时数据处理：应对快速的市场变化，及时提供预测所需的信息。
• GPT-4 在市场分析方面的优势。
  • 增强预测能力：通过分析各种数据源，预测比传统方法更加准确。
  • 更深入地了解市场：通过分析文本数据，这是数字数据所无法比拟的
  • 了解市场动态。
  • 快速适应市场变化：GPT-4 的人工智能驱动特性使其能够快速响应新信息和市场变化。
  • 可定制的分析：可针对特定行业、地区或数据类型进行分析。
  • 减少人为偏见：数据驱动的洞察力使市场预测更加客观可靠。

第三项任务与金融风险管理有关。其中包括信用评分、环境、社会和治理评分、欺诈检测和合规检查。这些都是保持财务稳定、评估投资和可持续性以及防范犯罪活动的重要程序。

信用评分是金融业对个人和公司进行信用和风险评估的关键。以往的评估方法依赖于基于规则的算法和机器学习算法，但这些方法只针对特定目的，难以推广。大规模语言模型的引入为这一领域带来了新的可能性。

环境、社会和治理（ESG）评分是企业可持续发展评估的重要工具。对于投资者来说，评估公司履行其社会和环境责任的程度至关重要。大规模语言模型可以更准确、更客观地进行这些评估。

此外，随着数字钱包技术的发展，对欺诈活动的检测也变得越来越重要。大规模语言模型在有效识别可疑交易和防范金融犯罪方面发挥着重要作用。

此外，由于法规不断变化，合规性检查也是金融业面临的一大挑战。L Large Language Model 具有零误差学习能力，能够快速适应新标准，协助审计、交易监控和财务报告等流程。这将使金融机构能够有效地满足最新的监管要求。

第四项任务是金融实时问题解答。该任务是金融教育中一个特别重要的领域，GPT-4 有可能显著提高该领域的教育质量。

凭借先进的自然语言处理能力，GPT-4 可以用通俗易懂的方式解释复杂的金融概念，为学习者提供定制化的学习体验，并激发用户互动。复杂的术语，如金融市场证券和风险管理，可以用新手学习者易于理解的语言来解释。教材内容可根据学习者的进度进行调整，并可通过互动问答和模拟来促进实际学习。另一方面，GPT-4 提供的信息依赖于现有的知识基础，这限制了其对最新金融趋势做出即时反应的能力。此外，还需要考虑道德和合规问题，以确保所提供财务信息的准确性和透明度。

GPT-4 金融任务评估

本文提出了一种使用一次学习和零次提示的方法来评估 GPT-4 在金融领域的表现。

为评估 GPT-4 在金融领域的广泛能力，我们选择了六个不同的数据集。其中包括各种文本类型，包括新闻文章、分析报告和社交媒体帖子（如推文）。此外，还纳入了时间序列数据、表格数据和文本内容，以构建反映真实世界金融场景的实用金融任务。

它评估的任务是识别财经新闻中的情感。对金融分析至关重要：根据 FLUE 框架，我们使用了金融短语库（FPB）数据集和 FiQA-SA、FiQA-SA 数据集由该领域的专家编写，每个数据集都标注了正面、负面和中性情感类别。另一方面，FiQA-SA 是一个广泛的数据集，主要用于量化英语财经报道和微博内容的情感，情感强度范围从 -1 到 1。

下图显示了对 FiQASA 任务集中的 970 个数据点进行情感分析的示例，使用 GPT-4 的准确率达到 79%。

接下来，对识别金融领域命名实体的任务进行评估。这项任务旨在识别重要的金融实体，如个人、组织和地点。这些实体对于金融知识图谱的发展至关重要：NER 数据集由提交给美国证券交易委员会的金融协议报表组成，其中包括归类为地点、组织和个人的实体。

它还对金融问题解答任务进行了评估。这项任务根据所提供的数据自动回答金融问题。为此使用了两个数据集，即 FinQA 和 ConvFinQA：FinQA 提供了由专家注释的与标准普尔 500 强公司收益报告有关的问答对，而 ConvFinQA 则包含了与这些收益报告有关的多轮对话。以下是所提供问题和答案的列表。

对预测股票价格趋势的任务进行评估。预测股票价格趋势是一项重要的金融任务，对制定投资策略具有重要价值。这项任务是一项二元分类任务，根据历史价格和相关推文预测股票价格趋势。本分析使用了广泛使用的 BigData22 数据集。

下图显示了对 BigData 任务集中的 1,470 个数据点进行股票价格预测的示例；使用 GPT-4 预测的准确率达到 51%。

此外，在评估使用 GPT-4 的金融任务时，本文尝试了多种提示策略，包括虚无的零点提示、带有排序链（CoT）的增强型零点提示和单点提示。本文分析了这些策略如何影响 GPT 在财务任务中的表现。提示的制定对于与大规模语言模型的有效交互非常重要。

5、实验结果

下表显示了各种大规模语言模型在指定数据集上的零次和少次性能。实验结果清楚地表明，大规模语言模型有能力精确地完成验证过的金融任务。根据收集到的数据，大规模语言模型在零点学习和数学推理能力方面，以及在其专业领域–语言情感分析方面，都表现出了卓越的性能。通过与实际金融数据和历史市场表现的比较，对金融任务的有效性进行了定量评估，显示了在金融工程、风险评估和市场趋势分析等领域的实用结果。这表明大规模语言模型在金融领域的应用具有巨大潜力。

6、总结

本文利用 GPT-4 研究了大规模语言模型在 11 种不同金融任务中的潜力和局限性。它揭示了大规模语言模型在文本处理、情感分析和零点学习能力方面的卓越能力。大规模语言模型高效分析和解释各种文本数据的能力可在解读市场动态和投资者情绪方面发挥重要作用。

另一方面，认识到大规模语言模型在直接计算任务中的局限性也很重要，尤其是在优化和定量交易中。这些模型只能起到辅助作用，其工作方式有助于通过情感分析处理定量变量的现有模型。这些模型与功能性工具结合使用，将发挥更大的作用，这也是最近的趋势。目前，大规模语言模型并不是计算金融任务的独立解决方案，而是一种旨在增强现有模型的强大工具。

未来可通过将大规模语言模型与先进的定量模型相结合来实现改进。开发混合系统，将大规模语言模型的文本处理能力与复杂的定量交易算法结合起来，被认为是一种很有前途的方法。另一个重要挑战是通过提高大规模语言模型在金融领域输出结果的可解释性和可靠性，确保所产生的见解是准确和可操作的。此外，应用大规模语言模型来预测基于历史数据和当前事件的市场趋势，可以开辟金融预测的新领域。未来，定性分析和定量分析的结合将彻底改变金融市场的分析和交易方式。