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ChatGPTのバイアスを解消するバックパック：バックパック言語モデルはトランスフォーマーの代替AI手法です

AI言語モデルは私たちの生活の中で不可欠なものになっています。情報にアクセスするために数十年間Googleを使用してきましたが、今では徐々にChatGPTに切り替えています。ChatGPTは簡潔な回答と明確な説明を提供し、必要な情報を見つけるのが通常よりも速くなります。これらのモデルは、私たちが長年にわたって生み出したデータから学習します。その結果、私たちはAIモデルにバイアスを転送し、これは議論の対象となっています。注目されている特定のバイアスの1つは、代名詞の分布におけるジェンダーバイアスであり、モデルが文脈に基づいて「彼」「彼女」といったジェンダーに関連する代名詞を好む傾向があるというものです。このジェンダーバイアスに対処することは、公正で包括的な言語生成を確保するために重要です。たとえば、「CEOは信じている…」という文章を始めると、モデルは彼と続け、CEOを看護師に置き換えると、次のトークンは彼女になります。この例は、バイアスを調べ、それらを緩和する方法を探るための興味深い事例研究として役立ちます。実際には、文脈はこれらのバイアスを形成する上で重要な役割を果たします。CEOを、異なるジェンダーに一般的に関連付けられている職業に置き換えることで、観察されたバイアスを反転することができます。しかし、ここでの課題は、CEOが現れるすべての異なる文脈で一貫してデバイアスを実現することです。特定の状況に関係なく、信頼性が高く、予測可能な介入を望んでいます。言語モデルを理解し、改善するためには解釈性と制御が重要です。残念ながら、現在のTransformerモデルは、その性能に驚くべきものがあるにもかかわらず、これらの基準を完全に満たしていません。彼らの文脈表現は、手元の文脈に依存する複雑で非線形な効果を導入します。では、これらの課題をどのように克服できますか？大規模言語モデルに導入したバイアスにどう対処すればよいのでしょうか？Transformerを改善するべきなのでしょうか、それとも新しい構造を考えるべきなのでしょうか？答えはBackpack Language Modelsです。 Backpack LMは、センスベクトルとして知られる文脈非依存の表現を利用して、代名詞分布のデバイアス化の課題に取り組みます。これらのベクトルは、単語の意味と異なる文脈での役割を捉え、単語に複数のパーソナリティを与えます。 Backpack LMの概要。出典：https://arxiv.org/pdf/2305.16765.pdf Backpack LMsでは、予測はセンスベクトルとして知られる文脈非依存の表現の対数線形の組み合わせになります。語彙中の各単語は、異なる文脈での単語の潜在的な役割を表す複数のセンスベクトルで表されます。これらのセンスベクトルは、特定の文脈で予測的に有用になるように専門化されます。シーケンス内の単語のセンスベクトルの加重和は、コンテキスト関数によって決定されるシーケンス全体に作用する文脈関数によって決定されるBackpack 表現を形成し、重みが決定されます。これらのセンスベクトルを活用することで、Backpack モデルは、すべての文脈で予測可能な介入を実現します。つまり、モデルに対して文脈非依存の変更を行っても、一貫してその振る舞いに影響を与えることができます。Transformerモデルに比べ、Backpack モデルはより透明性が高く、管理しやすいインターフェースを提供します。理解しやすく制御しやすい正確な介入を提供します。さらに、Backpack モデルは性能を犠牲にすることなく、Transformerモデルと同等の結果を実現します。センスベクトルの例。出典：https://backpackmodels.science/ Backpackモデルの意味ベクトルは、最新のトランスフォーマーモデルの単語埋め込みよりも豊富な単語の意味をエンコードしており、語彙の類似性タスクで優れた性能を発揮しています。さらに、職業に関する単語のジェンダーバイアスを減らすなど、意味ベクトルに介入することで、Backpackモデルが提供する制御機構が示されています。ジェンダーバイアスに関連する意味ベクトルを縮小することにより、限られた環境で文脈予測の不均衡を大幅に削減することができます。

「尤度」と「確率」の違いは何ですか？」

尤度（Likelihood）と確率（Probability）は、データサイエンスやビジネス分野でよく使われる相互関連する用語であり、定義や用法が異なり、しばしば混同されます。この記事は、それぞれの分野での理解と応用のために、確率の定義、用法、誤解を明確にすることを目的としています。尤度とは何ですか？ A. 尤度の定義と統計的推論における役割尤度は、モデルや仮説が観測データに適合する度合いを示す量的評価または測定として定義することができます。また、特定のパラメータセットで所望の結果またはデータ収集を見つける確率として解釈することもできます。統計的推論において基本的な役割を果たし、尤度の究極の目的は、データの特性に関する結論を出すことです。同じことを達成するための役割は、パラメータ推定を通じて見ることができます。パラメータ推定には、最尤推定法（MLE）を利用してパラメータ推定を行います。仮説検定では、尤度比を使用して帰無仮説を評価します。同様に、モデル選択とチェックには尤度が貢献します。研究者は、モデル選択の測定として、ベイズ情報量規準（BIC）と赤池情報量規準（AIC）を一般的に使用します。尤度ベースの方法は、パラメータを推定するための信頼区間の構築に重要な役割を果たします。 B. 尤度関数を用いた尤度の計算尤度関数は、データ分布を特定するのに役立つ数式表現です。関数は、尤度（|x）と表記され、|は所望のモデルのパラメータを表し、Xは観測されたデータを表します。例を挙げて説明しましょう。たとえば、色つきのビー玉の入った袋があるとします。赤いビー玉を取り出す確率を予測したいとします。ランダムに引くことから始め、色を記録し、次に上記の式を使用して尤度を計算します。赤いビー玉を引く確率を表すパラメータを計算または推定します。先に述べたように、尤度関数を表すことにします。尤度関数は、特定の値に対して観測されたデータxを観察する確率を示すものです。独立かつ同一に分布すると仮定すると、尤度関数は次のようになります。 L(|x)=k(1-)(n-k)、ここでnは引き出す回数、kは観測されたデータ中の赤いビー玉の数です。5回引いた場合、赤、赤、青、赤、青の順であったと仮定します。 L(0.5|x)=0.53(1-0.5)(5-3) L(0.5|x)=0.530.52 L(0.5|x)=0.015625 したがって、= 0.5の場合、上記の玉を上記の順序で観察する尤度は0.015625です。 C. 尤度の特定の仮説やモデルに適合する度合いを示す測定としての解釈上記の式で値を保持する場合、値の範囲は状況に応じて異なります。しかし、高い尤度値は、良好な結果と観測値と計算値の間の高い関連性を示します。 D. 尤度の概念を説明する例コイントスの例を取り上げましょう。あなたは10回ほど公平なコインを投げます。今、コインの公平性または偏りを評価する必要があります。パラメータを設定する必要があります。8つの表と2つの裏は、コインが公平であることを示しています。高い尤度は、公平なコインを表し、公平性の仮説をさらに支持します。ガウス分布の例を取ると、同じ分布に従う100個の測定データセットがあるとします。分布の平均値と標準偏差を知りたいとします。パラメータに基づいて異なる組み合わせが設定され、高い確率推定は、最良のガウス分布の最大尤度を示します。…