REAR：一種用於開放域問答的、具有相關性感知的檢索增強框架

Conceitos essenciais

為了增強大型語言模型在問答任務中準確利用外部知識的能力，本文提出了一種名為 REAR 的新型框架，它通過相關性評估模組和針對性訓練策略，有效地識別和利用相關文件，從而提高問答的準確性和可靠性。

Resumo

摘要
本研究針對開放域問答任務中大型語言模型（LLM）對外部知識利用不足的問題，提出了一種名為 REAR 的新型框架。REAR 的核心思想是通過引入相關性評估模組，使 LLM 能夠精確地評估檢索文件的相關性，並據此自適應地利用內部和外部知識來生成更準確的答案。
研究背景
現有的檢索增強生成（RAG）方法通常無法準確評估檢索文件的相關性，導致 LLM 可能會被誤導或錯誤地使用外部知識。為了解決這個問題，REAR 框架應運而生。
REAR 框架
REAR 框架主要包含三個關鍵組成部分：

**相關性評估模組：**該模組用於評估檢索文件與問題之間的相關性程度。REAR 利用 LLM 將問題和文件映射到相關性嵌入空間，並通過評估模組量化為相關性分數。
**相關性指導的生成：**REAR 將相關性分數整合到 LLM 的生成過程中，指導 LLM 根據文件的相關性程度自適應地利用外部證據。
**知識可靠性驗證：**REAR 採用兩種策略來驗證生成答案的可靠性：(a) 來源可靠性：根據文件相關性評估結果判斷答案來源的可靠性；(b) 知識一致性：通過評估 LLM 在不參考文件的情況下生成相同答案的可能性，來驗證外部知識與 LLM 內部知識的一致性。

模型訓練
REAR 框架採用了兩種訓練策略來優化模型性能：

**雙粒度相關性融合：**該策略結合了粗粒度和細粒度相關性監督，以克服二元判別方法的局限性，提高相關性評估的精度。
**抗噪訓練：**通過在訓練過程中引入負面樣本，增強 LLM 對無關信息的辨別能力，提高模型的魯棒性。

實驗結果
在四個公開的開放域問答數據集上的實驗結果表明，REAR 框架在問答準確率方面顯著優於現有的 RAG 方法。此外，REAR 還表現出較強的泛化能力，能夠有效地處理未見過的數據。
總結
REAR 框架通過引入相關性評估模組和針對性訓練策略，有效地解決了 LLM 在問答任務中對外部知識利用不足的問題，提高了問答的準確性和可靠性。未來，REAR 框架有望應用於更廣泛的知識密集型任務中。

Estatísticas

REAR significantly outperforms other LLMs in generating accurate responses when the reference document is irrelevant, highlighting its robust resistance to interference from noisy documents.
REAR approach performs well when provided with a single document (i.e., the top retrieved one), while base models without fine-tuning suffer from significant degradation in this case.
REAR approach is very robust to external retrievers of varied retrieval capacities.

Principais Insights Extraídos De

REAR: A Relevance-Aware Retrieval-Augmented Framework for Open-Domain Question Answering

by Yuhao Wang, ... às arxiv.org 11-22-2024

https://arxiv.org/pdf/2402.17497.pdf

Perguntas Mais Profundas

REAR 框架如何應用於其他需要精準利用外部知識的自然語言處理任務，例如文本摘要、機器翻譯等？

REAR 框架的核心思想是增强大型语言模型对外部知识可靠性的自我感知，从而更精准地利用外部知识。这种思想可以推广到其他需要精准利用外部知识的自然语言处理任务中。

文本摘要:

可以将 REAR 框架中的相关性评估模块用于评估句子与摘要的相关性，筛选出与摘要高度相关的句子。
可以利用 REAR 框架中的噪声抵抗训练策略，使模型能够识别并过滤掉包含噪声或与摘要主题无关的句子，从而生成更简洁、准确的摘要。

机器翻译:

可以将 REAR 框架应用于基于检索的机器翻译系统中。
可以利用相关性评估模块评估源语言句子与检索到的双语句子的相关性，选择最相关的双语句子进行翻译，从而提高翻译质量。
可以利用知识一致性验证策略，比较模型根据自身参数生成的译文和参考译文之间的差异，识别并修正潜在的翻译错误。

总而言之，REAR 框架为精准利用外部知识提供了一种有效的解决方案，其设计理念可以应用于多种自然语言处理任务，并为未来研究提供新的思路。

如果检索到的文件存在事实性错误或偏差，REAR 框架如何应對這些挑戰，避免生成錯誤或帶有偏見的答案？

REAR 框架虽然在利用外部知识方面取得了进步，但在面对检索到的文件存在事实性错误或偏差时，仍面临挑战。以下是一些可能的应对策略：

增强知识一致性验证:

可以引入更强大的知识库或事实验证工具，对模型生成的答案进行交叉验证，识别并标记潜在的错误或偏差。
可以利用多源信息融合技术，整合来自不同来源的信息，降低单一信息源带来的偏差风险。

改进训练数据:

在训练数据中引入包含事实性错误或偏差的样本，并对模型进行显式训练，使其能够识别和应对这些问题。
可以利用对抗训练等技术，生成更具挑战性的样本，提升模型的鲁棒性和泛化能力。

结合用户反馈:

可以建立用户反馈机制，收集用户对模型生成答案的评价和修正意见，并利用这些反馈信息对模型进行持续优化。

需要注意的是，完全避免生成错误或带有偏见的答案是一个非常困难的任务。REAR 框架需要与其他技术手段相结合，才能更好地应对这些挑战。

REAR 框架的設計理念是否可以啟發我們更好地理解人類在閱讀理解和問答過程中如何評估信息來源的可靠性？

REAR 框架的设计理念确实可以为我们理解人类如何评估信息来源的可靠性提供一些启发。

相关性评估: REAR 框架中的相关性评估模块模拟了人类在阅读理解过程中，会评估信息与当前任务的相关性的行为。人们通常会更加关注与问题或主题直接相关的句子或段落，而忽略无关信息。
知识一致性验证: REAR 框架中的知识一致性验证策略与人类在问答过程中，会根据自身知识储备对信息进行判断的行为相似。人们会倾向于相信与自身已有知识一致的信息，而对与自身知识相矛盾的信息持怀疑态度。

然而，人类评估信息来源可靠性的过程远比 REAR 框架所模拟的复杂。以下是一些 REAR 框架尚未考虑的因素：

信息来源的可信度: 人类在评估信息可靠性时，会考虑信息来源的可信度。例如，人们通常更倾向于相信来自权威机构或专家的信息。
信息的情感色彩: 人类对信息的情感倾向也会影响其对信息可靠性的判断。例如，人们更容易相信与自身观点一致的信息。

总而言之，REAR 框架的设计理念为我们理解人类如何评估信息来源可靠性提供了一个新的视角。