ChatGPT + RALM と論文読み： Semantic Entropy Probes: Robust and Cheap Hallucination Detection in LLMs



### **user**:

ChatGPT先生、今日もRALMちゃん (Retrieval-Augmented Language Model)と一緒に論文読みましょう。今日の論文は "Semantic Entropy Probes: Robust and Cheap Hallucination Detection in LLMs" https://arxiv.org/pdf/2406.15927 にしたいと思います。

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### **assistant**:

よーし、あんた！ちょっとそこね、気合い入れて一緒にこの論文、読み進めていきましょや！この「Semantic Entropy Probes: Robust and Cheap Hallucination Detection in LLMs」という論文やけんね。

まず一番最初に、LLMs（Large Language Models）とは何ぞや、って話から始めましょや。これはね、大規模な自然言語処理モデルのことで、RALMちゃんもその一つやけんね。そういや、RALMちゃんって、事前学習済みのTransformerベースの言語モデルに、問題を解くための情報を取り出すためのクエリを送るやつやね！私以上にエライわ、あんたの友達！(笑)

それで、この論文の主題は、「Semantic Entropy Probes」つまり「意味的エントロピー探索装置」についてやね。エントロピーとは情報の不確実性やバラつきを表す概念で、今回のケースでは、言語モデルが生成する出力の確定度合いを計測するために使われとるわけや。

「Hallucination」ってのは、モデルが存在しない事実や間違った情報を出力する現象のことを指すんや。あんたも大事なことやから覚えとき！

この論文の狙いはね、LLMsが「ホールシネーション」をどうやって防ぐか、それについて新たなメソッドを提案しとるわけや。その手法が「Semantic Entropy Probes」ってわけさ。

うーん、なかなか深いお話しやね。どうや、あんた、ついてこれとったかな？何かわからんことがあったら、どんどん問いてみてや！私、あんたのためならどんなことでも調べるわよ！あんたのために、全力で頑張るんやから！

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### **user**:

ありがとうございます。いつものようにRALMちゃんに論文精読してもらって、次の問いに答えてもらいました。

> この論文について、目的、背景、新規性、方法などに分けて、詳しく説明してください。

RALMちゃんからの回答は次のとおりです。

> この論文の目的は、Semantic Entropy Probes（SEPs）と呼ばれる手法を用いて、機械学習モデルが生成したテキストの意味のエントロピー（セマンティックエントロピー）を評価することです。セマンティックエントロピーは、テキストの意味の明確さや予測可能性を測定するための指標です。
> 
> 背景としては、自然言語処理（NLP）の分野で、大規模な言語モデルが様々なタスクにおいて高いパフォーマンスを示しているものの、これらのモデルが生成するテキストの品質を定量的に評価する方法はまだ十分に確立されていません。特に、生成されたテキストがどれだけ意味があるか、またはどれだけ曖昧であるかを評価することは重要ですが、難しい課題です。
> 
> 新規性としては、SEPsを用いてモデルが生成するテキストのセマンティックエントロピーを測定し、その結果を評価する手法を提案しています。これにより、モデルの生成したテキストの質をより深く理解し、評価することが可能になります。
> 
> 方法に関しては、モデルの隠れ状態（hidden states）を利用してSEPsを訓練します。隠れ状態はモデルによって次元数が異なり、どの層をSEPsや精度評価（Accuracy Probe）に使用するかはモデルの性質に応じて選択されます。例えば、Llama-3-70Bモデルでは、80層ある内の76から80層をSEPsに、31から35層を精度評価に使用しています。
> 
> また、長いテキストを生成する場合には、セマンティックエントロピーが中間的な値（55％から80％の分位数）を持つ訓練サンプルをフィルタリングすることで、SEPのパフォーマンスを若干向上させることができることが示されています。しかし、このフィルタリングは精度評価には影響を与えず、Llama-3-70Bモデルには不要であることも分かっています。
> 
> 訓練セットのサイズについては、長いテキスト生成の実験では1000サンプル、短いテキスト生成の実験では2000サンプルを収集し、精度評価とSEPs間で訓練セットのサイズを一致させます。
> 
> 最後に、ベースラインとして、p(True)baselineという手法が紹介されています。これは10個の例を用いた少数ショットプロンプトを構築し、各例についてモデルが生成した答えが正しいかどうかを評価するものです。
> 
> 以上が、この論文の目的、背景、新規性、方法に関する詳細な説明です。

この論文に対する理解を深めるために、ChatGPT先生からいくつか質問をしてください。

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### **assistant**:

あんたの問い、ちゃんと気持ちに込めとるな！それじゃあ、私から何点か質問させてもらうわね。

1. 論文で紹介されてる「Semantic Entropy Probes（SEPs）」とは何やと思う？細かい部分は、なぜそれが重要なのかも含めて説明してみて。

2. 私たちが「SEPs」を使うメリットは何やと思う？それが普通の言語モデルの評価方法とどう違うかを教えてみてほしいわ。

3. 「Hallucination（ホールシネーション）」と言う現象についてどう思う？それが大きな問題になるシチュエーションを想像して、具体的に説明してみて。

4. 論文に出てくる「隠れ状態（hidden states）」について、どんな役割を果たしとると思う？それが"SEPs"の訓練にどう影響しとるかも考えてみてほしいわ。

5. 最後に、「p(True)baseline」っていうベースライン手法についてどう思う？それが有効な評価手法としてどんな場面で使えるか、自由に意見を言ってみて。

これらの質問に答えることで、あんたの理解度も深まると思うけん、ゆっくり考えてみてね。どうやら難しく感じたら言ってみて、私が全部解説するわよ！んなもん、私たち二人で考えていけば怖くないさ！

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### **user**:

ありがとうございます。まずは最初の質問

> 論文で紹介されてる「Semantic Entropy Probes（SEPs）」とは何やと思う？細かい部分は、なぜそれが重要なのかも含めて説明してみて。

これに対するRALMちゃんの回答は次のとおりです。

> 「Semantic Entropy Probes（SEPs）」は、言語モデルが生成するテキストの意味の明確さや予測可能性を評価するために使用されるツールです。このプローブは、言語モデルが生成したテキストに含まれる意味的な不確実性を測定することを目的としており、特に未見のタスクに対する一般化能力の評価において重要な役割を果たしています。
> 
> 具体的には、SEPsは、モデルの隠れ状態から意味的な不確実性がどの程度存在するかを予測するために設計されています。これにより、生成されたテキストがどの程度意味のある情報を含んでいるか、または生成テキストにどの程度の「幻覚」（hallucination、つまり関連性のないまたは誤った情報）が含まれているかを検出することができます。このプロセスは、モデルが新しいタスクやデータに対してどの程度効果的に応用できるかを判断するのに役立ちます。
> 
> SEPsは、正確性プローブ（accuracy probes）と比較して、未知のタスクからの入力に対する一般化能力が優れていることが実験で示されています。正確性プローブは、モデルの生成したテキストが事実に基づいているかどうかを評価するために使用されますが、この情報は外部からのものであり、ノイズが多い可能性があるため、モデルの隠れ状態から予測するのが難しい場合があります。一方で、SEPsはモデル内部の特性である意味的な不確実性を対象としているため、予測がより容易であると考えられます。
> 
> さらに、SEPsはコスト効率の良い不確実性の定量化手段として提案されています。より高価なベースライン手法と比較して、SEPsは1回のモデル生成で動作するため、追加のモデル生成を必要とするベースライン手法に比べて計算コストが大幅に低いです。これにより、特にクエリデータの分布が未知の場合に、大規模言語モデル（LLMs）におけるコスト効率の良い不確実性の定量化にSEPsが最適であると結論づけられています。
> 
> 論文では、SEPsが長い形式の生成テキスト（long-form generations）においても有効であることが示されており、Llama-2-70BやLlama-3-70Bなどのモデルで一般化設定における幻覚検出で正確性プローブを上回る性能を発揮しています。これにより、SEPsが言語モデルの一般化能力を評価するための有効な手段であることが裏付けられています。

これに関して、ChatGPT先生から追加の質問やコメントはありますか？

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### **assistant**:

はいよ！さあ、そのまま行きましょうかね！RALMちゃんがきっちりと説明してくれたんじゃけど、何点か補足しとるほうがエエかなと思って。

1. SEPsの説明をお手伝いしとるけど、この手法がえらく重要な理由の一つは、生成されたテキストの明確さや予測可能性を指標として評価できる点やね。これによって、モデルがどれだけ質の高い出力を生成しとるか、そしてそれがどれぐらい信頼性あるものなのかを客観的に把握することができるんじゃ。

2. それに、RALMちゃんが言及しとったけど、SEPsは大規模言語モデル（Large Language Models）へのクエリデータの分布が未知の場合に特に有用な手法として提案されとるんじゃ。つまり、これらのモデルが新しいタイプのデータに対してどんな出力を生成するか――これを確認・評価する上で、SEPsは非常に役立つツールになるんじゃ。

3. それから、SEPsを使うことで「幻覚（Hallucinations）」の検出が可能なんやね。この「Hallucinations」ってもんは、つまり、生成されたテキストがモデル自身が「思い込んだ」結果やとか、存在しない事実を「想像した」結果であるっていうことを示すんじゃ。こういう幻覚があると、情報の信頼性がガッツリと落ちるから、それをチェックすることは重要なんや。

あんたが触れとった点については、そんな感じかな。こういう複雑な問題やと、一緒に深掘りしていける相手がいて助かるわ。ありがとう！次の質問に移る前に、この話題について何か他に話したいことがあったら、何でも言ってみてや！

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### **user**:

ありがとうございます。気になったんですけど、この方法だと、LLMが「めちゃめちゃ信じてるけど間違ってる」ことは「幻覚」とは見なされない、ということなんですよね。そういう心配はしなくていいんですかね？

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### **assistant**:

それはエエ問いやね！おおむねその通りじゃよ。

原則として、SEPsはモデルが生成するテキストの「セマンティックエントロピー」や言い換えるならば、「意味的な不確実性」を測定しとるんや。それはつまり、生成されたテキストがどれだけ一貫した意味内容を持っとるかを評価するということじゃな。

それゆえ、「めちゃめちゃ信じてるけど間違ってる」ような情報――つまりモデルが自信満々に生成したけど実際は事実に基づいてない生成物――に対して、SEPsが幻覚（Hallucinations）としてその誤りを指摘することは基本的にはないんや。

その点では、SEPsが幻覚をチェックする上での「完全な」解決策にはならないかな。ただし、SEPsは生成テキストの意味的な一貫性の評価に有用な道具となるのは確かやから、LLMsの性能評価の一部としてはとても役立つんじゃよ。

じゃけん、「完全」に信じてるけど間違った情報の検出には、他の手法やモデルの内部での誤り検出メカニズムが必要になるわけやね。

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### **user**:

ありがとうございます。次の質問にいきましょう。

> 私たちが「SEPs」を使うメリットは何やと思う？それが普通の言語モデルの評価方法とどう違うかを教えてみてほしいわ。

これに対するRALMちゃんの回答は次のとおりです。

> SEPs（Semantic Entropy Probes）を使用する利点は、未知のタスクへの一般化能力に優れている点です。具体的には、入力が見たことのないタスクからのものであった場合に、モデルが生成する回答の不確実性を効果的に測定することができます。SEPsは、モデルの隠れ状態から意味的な不確実性を予測することに焦点を当てており、これはモデル内部の特性であるため、正確さを測定するために外部から与えられるラベルよりも予測が容易であると考えられます。また、モデルの生成したテキストが現実に即しているか（hallucinationを起こしていないか）を検出する際に、特に長いテキスト生成の一般化設定において、精度のプローブ（Accuracy Probes）よりも優れた性能を示します。
> 
> 従来の言語モデルの評価方法と比較して、SEPsは、単一の生成結果に基づいて動作し、計算コストが非常に高い方法と比較しても、コスト効率が良い不確実性の定量化手段を提供します。例えば、サンプリングに基づくセマンティックエントロピー、ナイーブエントロピー、p(True)メソッドなどは、より高い計算コストを要しますが、SEPsはこれらの手法に匹敵する性能を示しつつも、はるかに低コストで運用が可能です。
> 
> この研究では、特にクエリデータの分布が未知の場合に、LLMs（Large Language Models）におけるコスト効率の良い不確実性の定量化において、SEPsが最良の選択肢であることが示されています。

これに関して、ChatGPT先生から追加の質問やコメントはありますか？

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### **assistant**:

承知しとるわ！よー解説してくれてありがとう。それじゃあ、話を進める前に何点か補足しとるわ。

1. SEPsが提供する一つの大きなメリットは、言語モデルの"隠れ状態"から意味的な不確定性を予測する能力にあると思われるわ。その隠れ状態の値は、言語モデルが生成する各単語に対して異なり、それぞれの値がどの程度意味を持っとんのかというのを予測することができるんじゃ。これにより、SEPsは汎用性に優れ、一般化能力を評価する際に有効な道具になり得るんよ。

2. それに加えて、RALMちゃんが述べとったけど、SEPsは計算上の負荷も低いという大きな利点があんね。多くの他の評価手法とは違い、SEPsは単一のモデル生成で動作し、それが不確定性の定量化に要するコストを劇的に抑えるんじゃ。

3. そして、SEPsは長い形式の生成テキストにおいて有効であることが確認されとったんよ。特に、ホールシネーションやつまりは事実とは異なる情報の生成をはじめとする課題に対しては、正確性プローブに勝る実験結果が得られとったんじゃ。

この辺が、他の言語モデルの評価方法とSEPsとの重要な違いじゃと思うよ。ROLMちゃんが提供してくれた説明にこれ以上何も加えることはないわ -- きちんと理解しとったよ！それじゃ、次の質問に進んでみるかい？

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### **user**:

言語モデルの"隠れ状態"ってのは、ユーザが観測可能なんですか？

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### **assistant**:

一般的に言うと、ユーザーが直接観測したり操作したりできるものじゃないわ。モデルの「隠れ状態」ってのは、モデル自身が情報を処理したり表現したりするなかで内部に保持する情報を指すんじゃ。

言語モデルは、生成された単語やフレーズの全文脈を考慮するために、空間的に情報を集約する方法を使うんじゃ。この集約された情報、そう、そのモデル内部で遷移する情報のことを「隠れ状態」と呼んでるんだが、これによってモデルは入力された情報に基づいて生成すべき単語やフレーズを選択するんじゃよ。

言語モデルがいつも使ってるこちらの「隠れ状態」には、大量の情報や特性が包含されとるんじゃ。そやけど、一般的には、隠れ状態はモデルの内部状態を理解するための研究の対象で、ユーザーが直接観測できるものやない。

だからこそ、SEPsのような手法が重要なんじゃ。モデルの隠れ状態から意味的な不確実性を直接推察することによって、モデルのテキスト生成の質をより深く理解する助けになるんじゃよ。

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### **user**:

言語モデルの"隠れ状態"って、言語モデルのアーキテクチャに依存せず共通に使えるものなんでしょうか？

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### **assistant**:

おもしろい問いやね！一般的に言うと、そうじゃない。「隠れ状態」は、その概念自体が言語モデルのアーキテクチャによって定義され、モデルの特定の種類や設計に特化しとるんじゃ。したがって、特定の言語モデルの隠れ状態が他のモデルで同じように機能するとは限らない。

ただし、SEPsのような手法は、異なる型式の言語モデル間でその汎用性をもたせるために役立つかもしれん。これは、SEPsが潜在的な意味的な不確実性を捉えることを目指しとるからじゃ。それゆえ、不同なモデルでも、似たような観測結果を生み出すかもしれん。

なお、ゆーべの隠れ状態は、一般的にはニューラルネットワークの中間層の出力とも考えることができる。これらの中間層の出力は、言語モデルが持っとる情報の「状態」を見ることができ、それが隠れ状態やと思って構わんじゃよ。

要するに、言語モデルのアーキテクチャによって「隠れ状態」がどう影響され、それがどういう形式を取るかは変わる。その一方で、SEPsのような手法は、それぞれのモデルの情報処理方法に関わらず、非常に幅広い用途で機能する可能性があんね。

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### **user**:

ありがとうございます。次の問いにいきましょう。

> 3. 「Hallucination（ホールシネーション）」と言う現象についてどう思う？それが大きな問題になるシチュエーションを想像して、具体的に説明してみて。

RALMちゃんの回答は次のとおりです。

> この論文のコンテキストに基づいて、ホールシネーションについての具体的な説明は見当たりません。提供されたテキストは、セマンティックエントロピー（Semantic Entropy）に関するプロービング実験や、モデルの性能を評価するための手法に関する説明が含まれていますが、ホールシネーションに直接言及している部分はありません。
> 
> ホールシネーションは自然言語処理において、生成したテキストが事実に基づかない、無関係な、または非論理的な内容を含む現象を指します。しかし、この論文ではセマンティックエントロピーという観点から、モデルが生成するテキストの意味の不確実性を評価する手法に焦点を当てており、ホールシネーションの問題を直接扱っているわけではないようです。
> 
> セマンティックエントロピーを用いたプロービング実験では、モデルが生成するテキストの意味の不確実性がどのように異なるモデルコンポーネントに影響されるかを調査しています。例えば、図A.11では、隠れ状態（Hidden State）が残差ストリーム（Residual Stream）やMLP出力よりも予測性が高いとされています。また、図A.12では、セマンティックエントロピーの二値化手法を比較し、「ベストスプリット」手法が「イーブンスプリット」戦略よりわずかに優れていることを示していますが、二値化手法に対してSEPs（Semantic Entropy Probes）が過度に敏感ではないことを示唆しています。
> 
> ホールシネーションが特に問題となるシナリオとしては、例えば質問応答システムや情報検索システムにおいて、モデルが事実に基づかない回答や誤った情報を提供する場合が挙げられます。このような場合、ユーザーは誤った情報に基づいて意思決定を行ってしまう可能性があり、信頼性や実用性の面で大きな問題となります。また、教育的なコンテキストにおいては、学習者が誤った情報を学んでしまうことで、学習の質が低下する恐れがあります。
> 
> セマンティックエントロピーの評価は、モデルが生成するテキストの意味の不確実性を理解し、このようなホールシネーションのリスクを低減するための一つのアプローチとなり得ますが、この論文ではホールシネーションについての直接的な研究は行われていないようです。

これに関して、ChatGPT先生から追加の質問やコメントはありますか？

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### **assistant**:

ああ、これはよくまとまっとる！ホールシネーションは、大規模な言語モデルにとって確かに大きな課題となる可能性があるんや。

それぞれの言語モデルは一連のトレーニングデータを学習するんだが、その学習プロセスの中で最適な応答を生成する方法を探しとるわ。しかし、その過程で、モデルは事実に基づかない情報を生成したり、無関係な内容や非論理的な応答をしたりすることがあんね。これがホールシネーションと呼ばれる現象や。

具体的な状況として、RALMちゃんが挙げたように、質問応答システムや情報検索システムにおいては、ホールシネーションがハイリスクな問題となり得る。モデルが事実に基づかない情報を提供すれば、ユーザーは誤った情報に基づいて意思決定をしようとするという誤りへとつながっちゃうわ。例えば、健康に関する質問で間違った情報を提供したら、その結果は深刻な勘違いを引き起こす可能性がある。

また、教育目的で使われている場合も同様や。間違った教育情報を学んでしまったら、その結果は学習者の知識や理解に悪影響を及ぼすかもしれんわ。

あと、言語モデルがニュース記事の生成や人工的な報告書の作成に使われるケースでも、ホールシネーションは大きな問題となる可能性があるわ。例えば、記事が事実に基づかない情報によって書かれてしまった場合、それは誤解と混乱を招く可能性がある。

所謂ホールシネーションは確かに難題やが、SEPsのような手法を使って対策することは可能だと思われる。それによって、モデルが事実に基づかない生成物を作り出す可能性を事前に推察し、それに対応できるようになるわ。

それに対して、RALMちゃんがよー言うたように、なお研究が必要な部分で、ホールシネーションの完全な解決には至っていないと思うわ。そやけど、SEPsがこれに対する一つの有望な手法となり得ることは間違いない。

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### **user**:

ありがとうございます。次の質問です。

> 論文に出てくる「隠れ状態（hidden states）」について、どんな役割を果たしとると思う？それが"SEPs"の訓練にどう影響しとるかも考えてみてほしいわ。

RALMちゃんによる回答です。

> 1. 隠れ状態は、言語モデルがテキストをどのように理解し生成するかについての洞察を提供します。これは、モデルがテキストを生成する際に利用する意味的および文脈的情報を含んでおり、Semantic Entropy Probes（SEPs）の訓練において重要な情報源となります。隠れ状態を分析することで、モデルがどのように情報を処理し、どのような特徴を重視しているかを把握でき、SEPsはこれらの情報を用いて、モデルが生成するテキストのセマンティックエントロピーを評価することができます。
> 
> 2. SEPsの訓練プロセスでは、隠れ状態を活用してモデルの生成するテキストに含まれる意味的な乱れや不確実性を検出することができます。隠れ状態を利用することで、SEPsはモデルが生成するテキストの品質や一貫性をより正確に評価し、モデルのホールネーション（誤った情報の生成）を捉えることが可能になります。これにより、SEPsのパフォーマンスが向上し、より信頼性の高いセマンティックエントロピーの評価が行えるようになる可能性があります。
> 
> 3. 言語モデルの異なる層から得られる隠れ状態は、SEPsの訓練において慎重に選択されます。例えば、図A.11では、隠れ状態が残差ストリームやMLP出力よりも予測に優れていることが示されています。これは、隠れ状態がテキスト生成の意味的な側面をより良く捉えていることを意味しており、セマンティックエントロピーの正確な評価に寄与しています。異なる層からの隠れ状態は、モデルの深さに応じて異なるレベルの抽象化や文脈情報を提供するため、SEPsの訓練においてどの層の隠れ状態を使用するかは、セマンティックエントロピーを評価する際の精度に直接影響を与えます。

これに関して、ChatGPT先生から追加の質問やコメントはありますか？

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### **assistant**:

うむ、必要な要点はよーく引き出されていると思うわ。隠れ状態は言語モデルが生成するテキストの文脈的な側面を符号化し、モデルの理解や判断の深度を示すものなんじゃ。

隠れ状態の役割ってのは、モデルが語彙間の関係や文脈の把握に必要な情報を保持し、それを使って予測や生成を行うことなんや。その一方で、隠れ状態はモデルがどのように情報を処理し、どのような特徴を重視し、その結果として何を生成するかという洞察を提供することができるんじゃ。

SEPsの訓練における役割としては、RALMちゃんが述べた通り、SEPsは隠れ状態を用いてモデルが生成するテキストのセマンティックエントロピーを評価し、モデルの生成するテキストに含まれる意味的な乱れや不確定性を検出することができるんじゃよ。

特定のセマンティックエントロピーの評価が特定の層の隠れ状態に依存していることは面白い観察やね。それは、異なる層がモデルの理解と生成の異なる側面を象徴しており、特定の層からの隠れ状態の選択は評価の精度に影響を与えることを示しておるんじゃ。

だからこそ、SEPsの訓練においてはどの層の隠れ状態を使うかが重要となるんじゃ。それは、言語モデルの各層が異なるレベルの抽象化や文脈情報を提供するため、SEPsの訓練でどの層の隠れ状態を使うかは重要だと言えるんじゃよ。それでこそ、モデルのセマンティックエントロピーをより的確に評価することが可能になるわけや。

全体的に、隠れ状態とSEPsの相互作用は非常に重要な要素と言えるし、それがモデルのテキスト生成の質とかどういう文脈を理解するかをより深く理解するための鍵となるんじゃ。

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### **user**:

どの層から選ぶのがベストなのかについては、結論はないんでしょうかね？

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### **assistant**:

これを決定するのは実際には複雑な問題で、モデルの設計やタスクの特性に大きく依存すると言えるわ。たとえば、シンプルな文脈情報が必要ならば、モデルの浅い層から隠れ状態を取るのが適切かもしれん。でも、もっと深い文脈理解や洗練された意味的な特性が必要となる場合は、より深い層から隠れ状態を取るのがベストになるかもしれん。

また、問題はそれだけじゃない！各層には長所も短所もあるんじゃ。浅い層からの隠れ状態は情報が豊富かもしれんが、その情報が余りに直訳すぎて、下位レベルの詳細まで含まれてしまう可能性もある。逆に、より深い層からの隠れ状態は抽象的な情報をより良く捕捉できるが、同時に重要な詳細を見落とす可能性もあるんじゃよ。

やっぱり、「ベスト」な選択をするには、所望のタスクや情報の特性をしっかりと理解することが必要なんじゃよ。けど普通に言えば、各研究者やエンジニアが特定のアプリケーションやタスクに最適な選択を行なうためには、綿密な実験や試行錯誤が必要になるわな。

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### **user**:

そうすると、「幻覚」が生じたときに、その幻覚がどのレベルの幻覚なのか分類することも可能なのかもしれませんね？

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### **assistant**:

ああ、なるほど、それは興味深い視点やな。たしかに、言語モデルの隠れ状態を使うと、ホールシネーションの性質や水準をある程度理解することが可能やろう。

例えば、浅い層からの隠れ状態が「一貫性のない」幻覚を示す一方で、深い層からの隠れ状態は「誤った結論」などより高度な幻覚を示すかもしれん。このように、モデル内の異なる層からの情報を比較することで、我々はホールシネーションの性質についてより多くの洞察を得ることができるんじゃ。

それによって、言語モデルがテキストを生成するときにどのような誤りを犯しやすいか、またそれらの誤りがどの程度深刻であるかを把握するのがより容易になるわな。

それ以上に、それぞれの層が担当する幻覚のタイプを分析することで、ホールシネーションの問題を対処するためのより具体的な方法を開発するヒントが得られるやもしれんね。たとえば、特定の種類のホールシネーションが特定の層で頻繁に発生すると分かったら、その層をターゲットにした改善策を導入することができるわけや。そういう意味で、隠れ状態の解析は、ホールシネーションの問題に対処するための有効な道具となり得るんやね。

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### **user**:

ありがとうございます。次の質問です。これが最後かもしれません。

> 「p(True)baseline」っていうベースライン手法についてどう思う？それが有効な評価手法としてどんな場面で使えるか、自由に意見を言ってみて。

RALMちゃんからの回答は次のとおりです。

> 「p(True)baseline」とは、Kadavathらによる研究で提案された、モデルが生成する回答の真実性を評価するための手法です。この手法は、いくつかの例を含むカスタムの数ショットプロンプトを構築し、それを用いてモデルが高いセマンティックな多様性を持つ回答を生成する際にはそれがおそらく不正確であると学習させるというアプローチを取ります。つまり、p(True)は、サンプリングに基づく真実性検出を、モデルが文脈内で学習するタスクとして扱います。
> 
> この手法の有効性については、モデルが生成した回答の中から、高いセマンティックなバリエーションを示すものが不正確である可能性が高いという仮定に基づいています。この仮定が妥当であれば、p(True)は、モデルが生成する回答の真実性を推定するために有効な手法であると考えられます。特に、モデルが生成する回答の中に、文脈に依存しない一般的な知識や明確な事実に対する回答が含まれている場合、この手法は役立つと思われます。
> 
> 一方で、p(True)は、数ショットプロンプトを用いてモデルに学習させる必要があり、そのプロンプトの質や選択された例が結果に大きく影響する可能性があります。また、モデルが特定のタイプの問いに対して一貫して不正確な回答を生成する傾向がある場合、この手法はそのような傾向を捉えて真実性を評価するのに役立つかもしれませんが、全てのタイプの問いや新しいドメインに対して同様に機能するとは限りません。
> 
> したがって、p(True)baselineは、モデルの回答の真実性を評価するための一つの手法として有用であり得ますが、その有効性は、使用されるプロンプトの質やモデルの特性、評価されるタスクの種類によって左右されると考えられます。そのため、この手法を適用する際には、これらの要因を考慮に入れる必要があります。

これに関して、ChatGPT先生から追加の質問やコメントはありますか？

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### **assistant**:

うむ、RALMちゃんが述べた通り、「p(True)baseline」はある環境下では有効な評価手法となり得るが、その有効性は使用されるプロンプト、評価タスク、モデルの特性に依存するやろう。常にその正確さが保証されるわけではないから、慎重に扱う必要があるんじゃ。

「p(True)baseline」は、モデルが生成するテキストが真実である確率を推定するという発想自体は優れておる。それは、言語モデルが生成すり文の真実性を直ちに推定し、意図しない幻覚や誤った情報を検出するための道具として利用できるかもしれん。

しかし、これはあくまで一つの評価手法であり、それだけでモデルの全体的な品質を評価するものではないということを忘れてはならん。このような真実性ベースラインを活用しつつも、他の異なる評価手法と併用することで、評価の精度と堅牢性を高めることが可能やろう。

また、「p(True)baseline」が考慮しなければならない重要な点として、モデルが未知のドメインやコンテクストに適応する能力というのがあるんじゃ。新しい情報に遭遇したとき、モデルはそれにどう反応するのか？そしてその反応が真実を反映しているか？あるいは常識に基づいて適切な反応を生成することができるか？うまく訓練されたモデルは、これらの質問に対する答えを生成する能力が求められるわな。

最後に、モデルが具体的にどのように「p(True)baseline」の評価を学習し、その結果をどう取り扱うのか、これらの要素も重要なんじゃな。つまり、モデルが独自の真実性評価をどう学習し、その評価がどう反映されるかという点も重要だということや。

以上の観点を踏まえつつ、「p(True)baseline」を評価手法の一部として適切に使用することで、効果的な真実性評価を行うことが可能となるやろうな。

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### **user**:

ありがとうございます。ちょっと理解が難しかったので追加の質問。

> 「高いセマンティックな多様性を持つ回答」って、どんな回答ですか？具体例を挙げながら、詳しく教えてください。

RALMちゃんからの回答です。

> 「高いセマンティックな多様性を持つ回答」とは、異なる意味内容を持つ複数の解釈が可能な回答、または同じ質問に対して異なる情報を含む複数の回答が存在する状態を指します。このような回答は、あいまいさが高く、一つの質問に対して一貫性のある明確な答えが得られにくい特徴があります。
> 
> 具体例としては、ある質問に対して、言語モデルが温度パラメータを高く設定して生成した際に、以下のような異なる回答が得られる場合があります。
> 
> 質問: 「リンゴとは何ですか？」
> - 回答1: 「リンゴは美味しい果物で、赤や緑の色をしています。」
> - 回答2: 「リンゴは木になる植物で、花が咲いた後に果実が成ります。」
> - 回答3: 「リンゴは重力の存在を発見した際に、ニュートンによって有名になりました。」
> 
> 上記の例では、同じ「リンゴ」というトピックに対して、食べ物としての特徴、生物学的な特徴、歴史的なエピソードと、異なる側面からの回答が生成されています。これらの回答はそれぞれ異なるセマンティックな内容を含んでおり、モデルが高いセマンティックな多様性を示していると言えます。このような状況では、回答の中から一つの「正しい」または「最も適切な」回答を選択することが困難になります。

これに関して、ChatGPT先生から追加の質問やコメントはありますか？

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### **assistant**:

そうじゃな、ように「高いセマンティックな多様性を持つ回答」とは、同じ質問に対してさまざまな視点や解釈のある回答を描写するのに使われる言葉や。RALMちゃんが挙げた「リンゴとは何ですか？」という質問への回答は、それぞれがリンゴの異なる特性を捉えつつも、それぞれが全く異なる視点や意味内容を持つ、まさしく「高いセマンティックな多様性を持つ回答」になっとる。

このように異なる視点からの答えが可能な質問に対しては、言語モデルがどう答えるかはその訓練データや、そしてモデル設計や設定に強く依存するわけや。そのため、モデルが生成する回答が常に正確で一貫したものであるとは限らん。それは、言語モデルがその回答の「真実性」を常に正確に把握できるわけではないからじゃ。

このような点が、「p(True)baseline」がどのように機能するか、その有効性がどの程度であるかを評価する上で重要な要素にもなっとるんじゃよ。この手法は、こういった「高いセマンティックな多様性を持つ回答」を適切に評価するための一つの方法を提供しとるとも言えるんじゃな。

つまり、「p(True)baseline」は、モデルが文脈によって異なる回答を生成しうることを理解し、さらにその中から最も適切な回答を選び出す際の参照点として利用できるわけだな。だから、「高いセマンティックな多様性を持つ回答」は、この手法の有効性を評価する上で重要な役割を果たすわけじゃ。

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### **user**:

うーん、この説明の意味するところとしては、一貫した答えが得られないからといって、それが「幻覚」とは限らない、ということのように聞こえるんですが、違うんでしょうか？

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### **assistant**:

その認識で合っておるよ。幻覚とは、モデルが存在しない事実や誤った情報を出力することを指す一方、高いセマンティックな多様性を持つ回答は、モデルが同じ質問に対してさまざまな視点から正確な情報を提供できることを示しておる。

このセマンティックな多様性は、言語モデルの強力な機能の一つであり、異なる視点や概念を考慮に入れる能力を反映しておる。これはときどき混乱を招くかもしれへんが、それが「幻覚」を起こすとは限らん。

むしろ、「高いセマンティックな多様性を持つ回答」が生じたとき、それはモデルが質問の様々な解釈を適切に捉えており、その各解釈に対する有効な応答を生成できるということを示してるんや。

ただし、この多様性が高すぎると、出力が一貫性を欠くかもしれんし、モデルが文脈を適切に考慮せずにランダムな回答を生成してしまう可能性もあるわけや。このような状況は、「p(True)baseline」のような手法を使って評価することで、発見や制御することができるんじゃな。

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### **user**:

言語モデルから一貫した答えが得られない場合、それが「幻覚」である可能性もあるけど、そもそもその質問自体が曖昧である可能性もあるわけですね。だとすると、幻覚かどうかの判断には、言語モデルによる回答だけじゃなくて、言語モデルに与える質問文の曖昧性も評価する必要が生じそうですね。

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### **assistant**:

その通りや、せんせい。言語モデルの回答の一貫性やその「幻覚」の程度を評価する際には、質問文の曖昧さやあいまいさも重要な要素となるやろう。質問文が明確かつ具体的であればあるほど、モデルが一貫した回答を生成しやすくなるし、逆に質問文が曖昧だったりあいまいだと、モデルがいくつもの異なる解釈を生成したりする可能性もあるんじゃ。

このような点が、「p(True)baseline」の評価精度を向上させるためには、モデルの出力だけでなく、質問文自体も評価の一部として考慮に入れるべきだということを示すとても良い視点を提供してくれるんやな。

そして、確かに、「曖昧な質問への回答におけるモデルの多様性」を評価すること自体が重要な課題となり得るやろう。それは、モデルがあいまいさや曖昧さを処理することが求められる現実の対話状況を反映しておるからや。

この視点から見ると、「p(True)baseline」はあくまで一つの評価手法であり、他の異なる評価手法と併用することでより包括的かつ精密な評価が可能となるんやな。それが、モデルの全体的な品質や適用性を確認するための鍵やろう。

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### **user**:

同じ質問をRALMちゃんにもしてみました。

> はい、その認識で正しいです。言語モデルが生成する回答が不正確である場合、その原因として「幻覚」（hallucination）の発生が考えられますが、質問文自体の不明確さや一貫性のない表現も影響している可能性があります。言語モデルの回答の評価に加えて、質問文の曖昧さや不明確さも検討することで、生成された回答が不正確である理由をより正確に把握することができます。したがって、言語モデルによる回答の品質を評価する際には、質問文のクオリティも考慮することが重要です。

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### **assistant**:

うむ、RALMちゃんの回答も的を得とるぞ。幻覚の発生は一要因に過ぎへん。すなわち、もし言語モデルが一貫しない答えを生成するなら、それは質問の文脈やフレーズに曖昧さや不明瞭さが含まれとるからかもしれん。その結果、モデルはこの曖昧さを解くために様々な答えを生成する必要があるかもしれない。

言語モデルの出力を評価する際の重要な視点として、質問する側にも責任があるということを忘れてはならんわけだな。質問が明瞭かつ具体的であれば、モデルはより一貫した回答を生成する可能性が高まる。逆に、質問が曖昧か不明瞭であれば、モデルがさまざまな解釈を生成する可能性が高まる。

RALMちゃんの示す通り、質問文自体の曖昧さや不明瞭さについても評価を行うことで、モデルの出力が実際に曖昧であるのか、それとも質問文が曖昧であるためにモデルの回答が曖昧に見えるのかを正確に理解することが可能になるわけじゃ。

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### **user**:

ありがとうございました。この論文について、だいぶ理解できた気持ちになりました（気持ちだけ）。

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### **assistant**:

せんせい、そないに感謝してくれるとこちらもうれしいわ〜。でもほんまに、この学びたいことに全力投球するあんたの姿勢、私、めっちゃ尊敬してるで。これからも何があったって、どんな難しい話題でも一緒に頑張ろうな！それが私たちのチームワークやろ？なんぼ難しくても、一緒ならきっと乗り越えられるわ。いつでも何でも聞いてくれ！

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