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Math Neurosurgery: Isolating Language Models' Math Reasoning Abilities Using Only Forward Passes

Created by
  • Haebom

저자

Bryan R. Christ, Zack Gottesman, Jonathan Kropko, Thomas Hartvigsen

개요

본 논문은 대규모 언어 모델(LLM) 내 수학 추론 능력의 국소화 및 개선을 위한 새로운 방법인 Math Neurosurgery (MathNeuro)를 제안합니다. MathNeuro는 순전파만을 사용하여 계산적으로 효율적인 방식으로 LLM 내 수학 관련 매개변수를 식별합니다. 일반적인 언어 작업에 중요한 매개변수를 걸러내어 수학 특화 매개변수를 분리하고, 이를 통해 수학 추론 능력을 제거하거나 향상시킬 수 있습니다. 실험 결과, MathNeuro는 GSM8K 및 MATH 데이터셋에서 사전 훈련 또는 지시 튜닝된 LLM의 성능을 4-17% 및 5-35% 향상시키는 동시에 비수학적 행동에는 영향을 미치지 않는 것을 보여줍니다. 또한, 단일 샘플만을 사용해도 효과적임을 확인하여 데이터 효율성을 입증합니다.

시사점, 한계점

시사점:
LLM 내 수학 추론 능력을 국소적으로 식별하고 조작하는 효율적인 방법을 제시합니다.
수학 성능을 개선하기 위해 비수학적 행동을 변경하지 않고도 LLM을 개선할 수 있는 가능성을 보여줍니다.
단일 샘플만으로도 효과적인 데이터 효율적인 방법입니다.
향후 LLM의 수학적 능력 개선 및 이해를 위한 새로운 연구 방향을 제시합니다.
한계점:
현재 제시된 방법의 일반화 가능성에 대한 추가적인 연구가 필요합니다.
다양한 LLM 아키텍처 및 수학 문제 유형에 대한 성능 평가가 추가적으로 필요합니다.
MathNeuro가 식별한 매개변수의 정확한 기능적 역할에 대한 심층적인 분석이 필요합니다.
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