RAG系統(tǒng)中答案無(wú)關(guān)片段對(duì)LLMs生成結(jié)果的影響分析

RAG（檢索增強(qiáng)生成）通過(guò)檢索系統(tǒng)找到用戶(hù)問(wèn)題相關(guān)的信息片段，利用大模型綜合生成一個(gè)答案，極大解決了大模型幻覺(jué)、信息更新不及時(shí)等問(wèn)題，已經(jīng)成為了大模型落地的重要手段。

但在檢索過(guò)程中，往往會(huì)檢索到與問(wèn)題極度相似、但又不包含答案或包含干擾答案的片段，這些答案無(wú)關(guān)片段對(duì)大模型生成答案有何影響呢？

今天正好刷到一篇相關(guān)文章，帶給大家《How Easily do Irrelevant Inputs Skew the Responses of Large Language Models?》

Paper:?https://arxiv.org/abs/2404.03302
Github:?https://github.com/Di-viner/LLM-Robustness-to-Irrelevant-Information

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先放相關(guān)結(jié)論，后面補(bǔ)充相關(guān)細(xì)節(jié)。

與常見(jiàn)語(yǔ)義無(wú)關(guān)的答案無(wú)關(guān)片段相比，LLMs更容易受到高度語(yǔ)義相關(guān)的答案無(wú)關(guān)片段的影響；

隨著答案無(wú)關(guān)片段的增加，LLMs更容易分心，識(shí)別正確信息的能力降低；

LLMs對(duì)答案無(wú)關(guān)片段的的識(shí)別能力隨著問(wèn)題格式的不同有所不同，自由式問(wèn)答>是非性問(wèn)答>多項(xiàng)選擇式問(wèn)答；

系統(tǒng)提示詞中增加“忽略無(wú)關(guān)片段”等相關(guān)內(nèi)容，對(duì)LLMs的識(shí)別能力有提升，但較??；

存在高度語(yǔ)義相關(guān)的答案無(wú)關(guān)片段時(shí)，COT或者ICL會(huì)導(dǎo)致LLMs過(guò)度思考，識(shí)別能力變差。

數(shù)據(jù)&片段構(gòu)造

將答案無(wú)關(guān)片段，分成三類(lèi)：

無(wú)關(guān)：與問(wèn)題主題無(wú)關(guān)但相似性得分高的段落

部分相關(guān)：不僅在相似性度量上得分高，而且與問(wèn)題的主題部分內(nèi)容重疊

相關(guān)：不僅在相似性度量上得分高，而且與問(wèn)題的主題內(nèi)容重疊，但不包含正確答案。

數(shù)據(jù)構(gòu)造：

無(wú)關(guān)：通過(guò)檢索器直接檢索Top10的段落；

部分相關(guān)：從檢索Top10的段落中選擇一個(gè)包含subj，但缺少obj的段落，作為前半段；然后找到一個(gè)包含錯(cuò)誤答案obj'的片段作為后半段；

相關(guān)：與“部分相關(guān)”相比，“相關(guān)”片段與問(wèn)題高度語(yǔ)義相關(guān)，但并不包含正確答案，主要涉及系誤導(dǎo)性聯(lián)類(lèi)型、共同特征類(lèi)型和虛構(gòu)軼事類(lèi)型。

相關(guān)樣例如下圖所示，

通過(guò)Contriever model計(jì)算不同片段相似度得分，相關(guān)和部分相關(guān)與問(wèn)題的相似度甚至比真實(shí)片段更高，說(shuō)明數(shù)據(jù)構(gòu)造有效。

評(píng)價(jià)指標(biāo)：

誤表述比率（Misrepresentation Ratio，MR）：LLMs因受到答案無(wú)關(guān)信息影響而改變正確回答內(nèi)容的比例，用于衡量LLMs被無(wú)關(guān)信息誤導(dǎo)的傾向；

不確定比率（Uncertainty Ratio，UR）：LLMs因受到答案無(wú)關(guān)信息影響而在回答中表述“不確定”的比例，用于衡量LLMs對(duì)干擾后生成答案的信心程度。

為了方便評(píng)測(cè)，采用多項(xiàng)選擇題的形式進(jìn)行LLMs評(píng)估，將“正確答案”、“錯(cuò)誤答案”以及“不確定”作為選擇供LLMs選擇。

結(jié)論實(shí)驗(yàn)

評(píng)估了LLMs在面對(duì)三個(gè)不同語(yǔ)義相關(guān)性級(jí)別的答案無(wú)關(guān)片段時(shí)的表現(xiàn)，如下表所示，隨著片段的相關(guān)性增高，不同模型的效果均有所下降，對(duì)于干擾后生成的答案的信心更足。閉源模型的效果遠(yuǎn)好于開(kāi)源模型。

PS：開(kāi)源模型只做了Llama2-7B，感覺(jué)應(yīng)該補(bǔ)充補(bǔ)充~

隨著片段個(gè)數(shù)的不斷增加，LLMs分心更嚴(yán)重，如下表所示，隨著答案無(wú)關(guān)片段的數(shù)據(jù)增加，更愿意選擇無(wú)關(guān)答案。

為了方便評(píng)估，選擇多項(xiàng)選擇的形式來(lái)對(duì)LLMs進(jìn)行分析。但其他形式的問(wèn)法表現(xiàn)如何？如下表所示，自由問(wèn)答形式的問(wèn)題受答案無(wú)關(guān)片段影響最小、其次是是否類(lèi)型，影響最大的是多項(xiàng)選擇式問(wèn)題。

PS：對(duì)于自由式問(wèn)題由于沒(méi)有約束，答案較為散亂，不易評(píng)估，由采用了GPT3.5進(jìn)行了答案對(duì)齊操作，人工抽檢300條，準(zhǔn)確率在97%，認(rèn)為可靠。

忽略式Prompt對(duì)結(jié)果有微弱的改善，COT、忽略式Prompt+ICL對(duì)結(jié)果有害，效果變得更差。

寫(xiě)在最后

一個(gè)蠻有趣的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，探索檢索片段對(duì)RAG系統(tǒng)帶來(lái)的額外影響。
審核編輯：黃飛

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