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Avanços no raciocínio LLM: um aprofundamento técnico

9 months ago · b4n1 Read time: 4 min

Introdução

Grandes Modelos de Linguagem (LLMs) revolucionaram o campo do processamento de linguagem natural (PNL) nos últimos anos. Esses modelos alcançaram resultados de última geração em várias tarefas de PNL, incluindo tradução de idiomas, resumo de textos e resposta a perguntas. No entanto, o verdadeiro potencial dos LLMs reside na sua capacidade de raciocinar e compreender relações complexas entre conceitos. Neste artigo, nos aprofundaremos nos avanços no raciocínio LLM, explorando as técnicas, arquiteturas e desafios subjacentes.

Plano de fundo

LLMs são um tipo de rede neural treinada em grandes quantidades de dados de texto para aprender padrões e relações entre palavras e conceitos. Esses modelos normalmente consistem em um codificador e um decodificador, onde o codificador processa o texto de entrada e o decodificador gera o texto de saída. O codificador é geralmente uma arquitetura baseada em transformador, que é particularmente adequada para dados sequenciais como texto.

Arquitetura do Transformador

A arquitetura do transformador, apresentada no artigo "Attention is All You Need" de Vaswani et al. (2017), tornou-se o padrão de facto para LLMs. O transformador consiste em um codificador e um decodificador, cada um composto por múltiplas camadas. Cada camada consiste em duas subcamadas: um mecanismo de autoatenção e uma rede feed-forward totalmente conectada (FFNN).

importar tocha
importar torch.nn como nn

classe TransformerLayer(nn.Module):
    def __init__(self, d_model, n_heads, d_ff):
        super(TransformerLayer, self).__init__()
        self.self_attn = nn.MultiHeadAttention(d_model, n_heads)
        self.ffnn = nn.Linear(d_model, d_ff)
        self.dropout = nn.Dropout(0.1)
        self.layer_norm = nn.LayerNorm(d_model)

    def para frente(self, x):
        # Mecanismo de autoatenção
        x_attn = self.self_attn(x, x)
        x_attn = self.dropout(x_attn)
        x_attn = x + x_attn

        #FFNN
        x_ffnn = self.ffnn(x_attn)
        x_ffnn = self.dropout(x_ffnn)
        x_ffnn = self.layer_norm(x_ffnn + x_attn)

        retornar x_ffnn

Avanços no raciocínio LLM

Os LLMs fizeram progressos significativos no raciocínio e na compreensão de relações complexas entre conceitos. Alguns dos principais avanços incluem:

1. Raciocínio Baseado em Gráfico

O raciocínio baseado em grafos envolve representar o conhecimento como um grafo, onde os nós representam conceitos e as arestas representam relacionamentos entre eles. LLMs podem ser treinados para raciocinar sobre esses gráficos, fazendo previsões sobre os relacionamentos entre os nós.

usar gráfico::Gráfico;
usar neural_network::NeuralNetwork;

fn graph_reasoning (gráfico: &Graph, consulta: &str) -> String {
    deixe incorporação = neural_network.query(gráfico, consulta);
    deixe resultado = neural_network.reason(gráfico, incorporação);
    resultado.to_string()
}

2. Aprendizagem multitarefa

O aprendizado multitarefa envolve treinar um único modelo em várias tarefas simultaneamente. Foi demonstrado que esta abordagem melhora o desempenho dos LLMs em várias tarefas, incluindo raciocínio e compreensão de relacionamentos complexos.

pacote principal

importar (
	"fmt"
	"gonum.org/v1/gonum/mat"
)

tipo Estrutura do modelo {
	*nn.Linear
	*nn.Linear
}

func (m *Modelo) Forward(x *mat.Dense) *mat.Dense {
	//Passe para frente
	z := m.Linear(x)
	z = m.Linear(z)
	retornar z
}

3. Mecanismos de atenção

Os mecanismos de atenção permitem que os LLMs se concentrem em partes específicas do texto de entrada ao gerar a saída. Foi demonstrado que esta abordagem melhora o desempenho dos LLMs em várias tarefas, incluindo raciocínio e compreensão de relacionamentos complexos.

importar tocha
importar torch.nn como nn

classe Mecanismo de atenção (nn.Module):
    def __init__(self, d_model, n_heads):
        super(Mecanismo de Atenção, self).__init__()
        self.query = nn.Linear(d_model, d_model)
        self.key = nn.Linear(d_model, d_model)
        self.value = nn.Linear(d_model, d_model)
        self.dropout = nn.Dropout(0.1)
        self.layer_norm = nn.LayerNorm(d_model)

    def para frente(self, x):
        # Consulta, chave e valor
        q = self.query(x)
        k = self.key(x)
        v = self.value(x)

        # Pesos de atenção
        pesos = torch.matmul(q, k.T) / math.sqrt(q.shape[1])
        pesos = self.dropout(pesos)
        pesos = torch.softmax(pesos, dim=-1)

        # Vetor de contexto
        contexto = tocha.matmul(pesos, v)

        contexto de retorno

Visualização

Para visualizar o desempenho dos LLMs em diversas tarefas, podemos usar um gráfico para comparar a precisão de diferentes modelos em uma determinada tarefa. Aqui está um exemplo de gráfico usando Chart.js:

{
  "tipo": "barra",
  "dados": {
    "labels": ["Tarefa 1", "Tarefa 2", "Tarefa 3"],
    "conjuntos de dados": [
      {
        "rótulo": "Modelo 1",
        "dados": [0,8, 0,7, 0,9],
        "backgroundColor": "rgba(255, 99, 132, 0,2)",
        "borderColor": "rgba(255, 99, 132, 1)",
        "largura da borda": 1
      },
      {
        "rótulo": "Modelo 2",
        "dados": [0,9, 0,8, 0,7],
        "backgroundColor": "rgba(54, 162, 235, 0,2)",
        "borderColor": "rgba(54, 162, 235, 1)",
        "largura da borda": 1
      }
    ]
  },
  "opções": {
    "título": {
      "exibição": verdadeiro,
      "text": "Precisão de diferentes modelos em diversas tarefas"
    },
    "escalas": {
      "yEixos": [
        {
          "carrapatos": {
            "beginAtZero": verdadeiro
          }
        }
      ]
    }
  }
}

Conclusão

Neste artigo, exploramos os avanços no raciocínio LLM, incluindo raciocínio baseado em gráficos, aprendizagem multitarefa e mecanismos de atenção. Também fornecemos exemplos de código em Python, Rust e Go para ilustrar esses conceitos. Por fim, usamos um gráfico para visualizar o desempenho dos LLMs em diversas tarefas. Esses avanços têm o potencial de revolucionar o campo da PNL, permitindo que os LLMs raciocinem e compreendam relações complexas entre conceitos.

Referências

*Vaswani et al. (2017). Atenção é tudo que você precisa. Pré-impressão do arXiv arXiv:1706.03762. *Devlin et al. (2018). BERT: Pré-treinamento de transformadores bidirecionais profundos para compreensão de linguagem. Pré-impressão do arXiv arXiv:1810.04805. *Radford et al. (2019). Modelos de linguagem são alunos multitarefa não supervisionados. Pré-impressão do arXiv arXiv:1906.08237.


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