Numerical reasoning is vital for natural language processing models to understand and process numerical information in real-world scenarios. Most current methods first generate the Intermediate Meaning Representations (IMRs) of questions and then generate answers. Current SOTA methods generate programs as IMRs with large language models (LLMs). Intuitively, equations have fewer restrictions and closer semantics to the question than programs, leading to higher generation accuracy. However, current LLMs generate equations worse than programs, where we assume that the equation data is rare in pre-training data compared to programs. So in this paper, we try to use equations as IMRs to solve the numerical reasoning task by addressing two problems: (1) Theoretically, how to prove that the equation is an IMR with higher generation accuracy than programs; (2) Empirically, how to improve the generation accuracy of equations with LLMs. For the first problem, we propose and prove a proposition to theoretically compare the generation accuracy of different IMRs. For the second problem, we present a method called Boosting Numerical Reason\textbfing by Decomposing the Generation of Equations (Bridge), which can improve the accuracy of LLMs in generating equations as IMRs by reducing the tendency of generating constant expressions and programs. Our method improves the performance by 2.2%, 0.9%, and 1.7% on GSM8K, SVAMP, and Algebra datasets compared to the previous state-of-the-art methods under the single reasoning path setting. Our codes and prompts are released in https://github.com/zirui-HIT/Bridge_for_Numerical_Reasoning.


翻译:数推理对于自然语言处理模型理解并处理真实场景中的数值信息至关重要。当前多数方法首先生成问题的中间语义表征(IMR),继而生成答案。现有最先进方法利用大语言模型(LLM)生成程序作为IMR。直观而言,方程具有更少约束且比程序更贴近问题的语义,故理论上有望实现更高生成准确率。然而,当前LLM生成方程的效果劣于程序,我们推测这是由于预训练数据中方程数据相较程序更为稀缺。为此,本文尝试采用方程作为IMR解决数值推理任务,并攻克两大问题:(1)理论上,如何证明方程作为IMR能比程序获得更高生成准确率;(2)实证上,如何提升LLM生成方程的准确率。针对问题一,我们提出并证明了一个命题以理论化比较不同IMR的生成准确率。针对问题二,我们提出一种名为“通过分解方程生成增强数推理”(Bridge)的方法,该方法通过降低生成常量表达式与程序的倾向,提升LLM将方程作为IMR的生成准确率。在单推理路径设置下,我们的方法在GSM8K、SVAMP和Algebra数据集上相较先前最先进方法分别提升2.2%、0.9%和1.7%的性能。代码及提示词已发布于https://github.com/zirui-HIT/Bridge_for_Numerical_Reasoning。

0
下载
关闭预览

相关内容

机器学习系统设计系统评估标准
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
8+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
11+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
10+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
14+阅读 · 10月13日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员