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2021 年度 研究成果報告書

深層学習とシンボリックな推論を統合する基礎技術の開発と文章読解システムへの応用

研究課題

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研究課題/領域番号 20K23314
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 1001:情報科学、情報工学およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

吉川 将司  東北大学, タフ・サイバーフィジカルAI研究センター, 助教 (80883470)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
キーワード自然言語処理 / 深層学習 / 文章読解 / 機械学習 / 記号推論 / 数量推論
研究成果の概要

我々は、深層学習による自然言語処理を発展させる鍵は、その技術と記号推論を組み合わせることにあると考える。これにより、データ効率が良く、テキストの変異に頑健であり、推論過程の透明性を持ったシステムの開発できる。しかし、深層学習の鍵は誤差逆伝搬法であるため、離散的な記号関数は本来的に相性が悪い。本課題では、Gumbel-Softmaxトリックを応用し、このようなシステムの勾配による学習を可能にする。
この手法を用い、深層学習ベースの自然言語処理における未解決問題である数量推論に取り組む。我々は深層言語モデルに電卓を組み込むことでこの問題に対処する。

自由記述の分野

自然言語処理

研究成果の学術的意義や社会的意義

深層学習言語モデルの高い推論能力が喧伝される一方で、少し入力を操作するだけで思わぬ挙動を示すなど脆弱性も分野内でよく知られている。記号推論の仕組みを外部知識として組み込むことで、深層モデルのブラックボックス性を軽減でき、推論過程の透明性のみならず、期待される推論過程を教え込むことでより頑健なシステムを構築することが可能になる。
数量は言語中に頻出である一方で自然言語処理では見過ごされがちである。金融文章の解析など応用にも直結する課題であるが、本研究の取り組みにより数量処理に大きな前進をもたらすことが期待される。

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公開日: 2023-01-30  

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