谷歌推出”自我發(fā)現(xiàn)“框架，極大增強GPT-4等大模型推理能力

　　隨著ChatGPT的出現(xiàn)，大語言模型在生成連貫文本和遵循指令方面獲得了巨大技術(shù)突破。然后在推理和解決復(fù)雜內(nèi)容方面，面臨內(nèi)容不準(zhǔn)確、安全等難題。

　　谷歌Deepmind和南加州大學(xué)的研究人員提出了“SELF-DISCOVER”。這是一種用于大語言模型的通用框架，能自行發(fā)現(xiàn)任務(wù)內(nèi)在的推理結(jié)構(gòu)，以解決對典型提示方法的復(fù)雜推理問題。

　　為了測試性能，研究人員在多個復(fù)雜推理基準(zhǔn)測試上評估了SELF-DISCOVER，包括Big Bench Hard、Thinking for Doing和MATH。

　　與僅使用鏈?zhǔn)剿季S(CoT)的方法相比，SELF-DISCOVER在21個任務(wù)上取得了高達42%的性能提升。在社交智能體推理任務(wù)上，使GPT-4的準(zhǔn)確率達到了85%，比之前最好的方法提高了33%。

　　目前，傳統(tǒng)的提示方法在處理復(fù)雜推理問題時存在一定的局限性。例如，鏈?zhǔn)剿季S隱式假設(shè)了某種推理流程，無法充分利用不同模塊各自的長處。

　　此外，雖然鏈?zhǔn)剿季S很適合處理線性和逐步遞進的問題，但對于需要非線性思維或考慮多個維度交叉因素的復(fù)雜問題，這種方法可能無法提供幫助。

　　而SELF-DISCOVER可以引導(dǎo)大語言模型根據(jù)一組給定的原子推理模塊，自行選擇、調(diào)整和組合這些模塊，形成一個用于解決特定任務(wù)的推理結(jié)構(gòu)。

　　這種結(jié)構(gòu)不僅結(jié)合了多個推理模塊的優(yōu)勢，而且對每個任務(wù)都是獨特定制的，從而極大提高模型的推理和解題能力。

　　任務(wù)層，自發(fā)現(xiàn)推理結(jié)構(gòu)

　　這是SELF-DISCOVER的第一階段，主要在任務(wù)層面上發(fā)現(xiàn)解決該任務(wù)的推理結(jié)構(gòu)，由三個細分模塊來做引導(dǎo)。

　　SELECT模塊:從一組原子推理模塊中選擇出解決給定任務(wù)的關(guān)鍵模塊。這些原子推理模塊包含了各種高層次的問題解決啟發(fā)式，例如“逐步思考”和“分解為子任務(wù)”。SELECT模塊會根據(jù)幾個任務(wù)示例，判斷哪些模塊對解決該任務(wù)至關(guān)重要。

　　ADAPT模塊:會細化每個SELECT模塊選擇出的推理模塊，使其更適合給定任務(wù)。例如，從“分解為子任務(wù)”細化為“先計算每個算術(shù)運算”。

　　IMPLEMENT模塊:將ADAPT模塊細化后的推理模塊實現(xiàn)為一個結(jié)構(gòu)化的行動計劃，將自然語言描述轉(zhuǎn)化為鍵-值對格式的JSON結(jié)構(gòu)，明確定義每一步需要生成什么內(nèi)容。

　　使用發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)解決任務(wù)

　　在第一階段生成了一個與任務(wù)密切相關(guān)的推理結(jié)構(gòu)之后，第二階段會使用這個結(jié)構(gòu)來解決該任務(wù)的所有實例。

　　并在每個實例后面追加該結(jié)構(gòu)，提示語言模型按照結(jié)構(gòu)逐步填寫每個值，最后得出答案。

　　與其他方法相比，SELF-DISCOVER擁有三大優(yōu)勢:1)發(fā)現(xiàn)的推理結(jié)構(gòu)整合了多個推理模塊的優(yōu)點;

　　2)它的效率很高，只需要在任務(wù)層面額外進行3次推理;3)發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)反映了該任務(wù)的內(nèi)在特性，比優(yōu)化后的提示更具解釋性。

　　研究還發(fā)現(xiàn)，SELF-DISCOVER在需要世界知識的任務(wù)上效果最好。這是因為綜合使用多個推理模塊可以使模型從不同視角理解問題，而僅使用鏈?zhǔn)剿季S可能會遺漏一些重要信息。

　　此外，與需要大量重復(fù)查詢的方法相比，SELF-DISCOVER也展現(xiàn)出了極高的效率。每次只需要一個查詢，而獲得相似性能的集成方法需要40倍的查詢量，也就是說可以節(jié)省很多算力資源。