Question Answering (QA) effectively evaluates language models' reasoning and knowledge depth. While QA datasets are plentiful in areas like general domain and biomedicine, academic chemistry is less explored. Chemical QA plays a crucial role in both education and research by effectively translating complex chemical information into readily understandable format. Addressing this gap, we introduce ScholarChemQA, a large-scale QA dataset constructed from chemical papers. This dataset reflects typical real-world challenges, including an imbalanced data distribution and a substantial amount of unlabeled data that can be potentially useful. Correspondingly, we introduce a QAMatch model, specifically designed to effectively answer chemical questions by fully leveraging our collected data. We first address the issue of imbalanced label distribution by re-weighting the instance-wise loss based on the inverse frequency of each class, ensuring minority classes are not dominated by majority ones during optimization. Next, we utilize the unlabeled data to enrich the learning process, generating a variety of augmentations based on a SoftMix operation and ensuring their predictions align with the same target, i.e., pseudo-labels. To ensure the quality of the pseudo-labels, we propose a calibration procedure aimed at closely aligning the pseudo-label estimates of individual samples with a desired ground truth distribution. Experiments show that our QAMatch significantly outperforms the recent similar-scale baselines and Large Language Models (LLMs) not only on our ScholarChemQA dataset but also on four benchmark datasets. We hope our benchmark and model can facilitate and promote more research on chemical QA.


翻译:问答(QA)能有效评估语言模型的推理能力与知识深度。尽管通用领域和生物医学等领域已存在大量QA数据集,学术化学领域的探索仍相对不足。化学问答通过将复杂化学信息有效转化为易于理解的格式,在教育和研究中发挥着关键作用。为填补这一空白,我们推出了ScholarChemQA——一个基于化学论文构建的大规模QA数据集。该数据集反映了典型的现实挑战,包括不平衡的数据分布和大量可能具有潜在价值的未标注数据。相应地,我们提出了QAMatch模型,该模型专为充分利用我们收集的数据以有效回答化学问题而设计。我们首先通过基于类别逆频率重新加权实例损失来解决标签分布不平衡问题,确保优化过程中少数类别不被多数类别主导。随后,我们利用未标注数据丰富学习过程:基于SoftMix操作生成多样化的数据增强,并确保其预测与同一目标(即伪标签)保持一致。为保证伪标签质量,我们提出了一种校准流程,旨在使单个样本的伪标签估计值尽可能接近期望的真实分布。实验表明,我们的QAMatch不仅在ScholarChemQA数据集上显著优于近期同类规模基线模型及大语言模型(LLMs),在四个基准数据集上也表现出优越性能。我们希望本基准数据集与模型能够推动化学问答领域的进一步研究。

0
下载
关闭预览

相关内容

自动问答(Question Answering, QA)是指利用计算机自动回答用户所提出的问题以满足用户知识需求的任务。不同于现有搜索引擎,问答系统是信息服务的一种高级形式,系统返回用户的不再是基于关键词匹配排序的文档列表,而是精准的自然语言答案。近年来,随着人工智能的飞速发展,自动问答已经成为倍受关注且发展前景广泛的研究方向。

知识荟萃

精品入门和进阶教程、论文和代码整理等

更多

查看相关VIP内容、论文、资讯等
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+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
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29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
13+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+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
《系统簇式多域作战规划范畴论框架》
专知会员服务
2+阅读 · 4月20日
高效视频扩散模型:进展与挑战
专知会员服务
0+阅读 · 4月20日
乌克兰前线的五项创新
专知会员服务
6+阅读 · 4月20日
 军事通信系统与设备的技术演进综述
专知会员服务
4+阅读 · 4月20日
《北约标准:医疗评估手册》174页
专知会员服务
4+阅读 · 4月20日
《提升生成模型的安全性与保障》博士论文
专知会员服务
4+阅读 · 4月20日
美国当前高超音速导弹发展概述
专知会员服务
4+阅读 · 4月19日
无人机蜂群建模与仿真方法
专知会员服务
13+阅读 · 4月19日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29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
13+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+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