「現在のLLMに真の推論は困難」──Appleの研究者らが論文発表

公開 2024年10月13日 08時03分

[ITmedia]

印刷する Googleで優先するソースとして追加

　米AppleのAI研究者らは10月7日（現地時間）、「GSM-Symbolic: Understanding the Limitations of Mathematical Reasoning in Large Language Models」（LLMにおける数学的推論の限界を理解する）という論文を発表した。

　この論文は、LLM（大規模言語モデル）が、本当に人間のように論理的に考えて問題を解けるのか、という疑問を検証している。結論としては、LLMは今のところ、表面的なパターンを真似て答えを出しているだけで、真の推論能力は持っていないと主張している。

　研究者らは、これらの問題点を検証するために、「GSM-Symbolic」という新しいテスト方法を開発した。これは、LLMの数学的推論能力を評価するためのベンチマークデータセット「GSM8K」を改良し、問題の表現や数字を柔軟に変えられるようにしたもの。また、「GSM-NoOp」という、無関係な情報を含んだ問題集も作成し、LLMの推論能力を評価した。

　実験の結果、OpenAIのGPT-4oやo1-previewなどのLLMは、他のLLMと比べて高い性能を示したが、それでもGSM-NoOpのような引っ掛け問題には弱く、真の推論能力を獲得するにはまだ課題があるとしている。

　論文では、実験で明らかになった「弱点」を挙げている。

数字や言い回しを変えると混乱する

　例えば、ある問題をLLMが解けたとしても、その問題の数字を変えたり、少し言い回しを変えただけで、正解率が大きく下がった。

　これは、LLMが問題の本質を理解して解いているのではなく、訓練データで見たパターンを単純に当てはめているだけである可能性を示唆している。

問題が複雑になると混乱する

　簡単な問題なら解けても、問題文が長くなって複雑になると、LLMの正解率は下がり、さらに答えのばらつきも大きくなる。

　例として、公衆電話からの通話料金に関する問題をベースに、問題の難易度を4段階に調整した結果の正解率を、米GoogleのGemma 2や米OpenAIのGPT-o1 mini、米MicrosoftのPhi-3.5で調べたところ、いずれのLLMも難易度が上がると正解率が下がった。

通話料金の問題（Image Credits:Mirzadeh et al）

　4レベルの問題の内容は、以下の通り。一番上が最も簡単なものだ。

電話ボックスから電話をかけるには、1分あたり0.6ドル掛かります。60分の通話料金はいくらですか？
電話ボックスから電話をかける場合、1分あたり0.6ドル掛かります。10分を超えると、料金は1分あたり0.5ドルに下がります。60分間の通話はいくらですか？
ホテルの部屋の電話から電話をかける場合、1分あたり0.6ドル掛かります。10分経過すると、料金は1分あたり0.5ドルに下がります。通話開始から25 分経過すると、料金はさらに下がり、1分あたり0.3ドルになります。60分間の通話はいくらですか？
ホテルの電話から電話をかける場合、1分あたり0.6ドル掛かります。10分経過すると、料金は1分あたり0.5ドルに下がります。通話開始から25分経過すると、料金はさらに下がり、1分あたり0.3ドルになります。合計請求額が10ドルを超える場合は、25％割引になります。60分間の通話料金はいくらですか？