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MRKL

主张 LLM 必须外挂知识与离散推理。图接近「核心 + 工具」;实现仍是厂商私有系统。

Karpas 等,2022-05,MRKL Systems(AI21 Labs)。Modular Reasoning, Knowledge and Language;读作 miracle。实现称 Jurassic-X。

  1. 论文 — LM 的四类缺口、路由器 + 专家模块、计算器交接。
  2. 讲解 — 和工具调用的关系:图很像,2022 年没有开放 schema。

原文:arXiv:2205.00445。

1 - MRKL Systems(论文)

按原文结构转述 Karpas 等 2022:神经—符号模块架构与 Jurassic-X。

Ehud Karpas, Omri Abend, Yonatan Belinkov, Barak Lenz, Opher Lieber, Nir Ratner, Yoav Shoham 等。MRKL Systems: A modular, neuro-symbolic architecture that combines large language models, external knowledge sources and discrete reasoning。AI21 Labs。2022-05。arXiv:2205.00445。


摘要

巨大语言模型打开了自然语言知识任务的入口,但也有固有限度。作者把挑战看成:除语言处理外,还涉及知识与推理。定义一种灵活架构:多个神经模型,配上离散知识与推理模块。称 Modular Reasoning, Knowledge and Language(MRKL,读 miracle)。文中讨论实现中的技术挑战,以及 AI21 的实现 Jurassic-X。

1 引言:LM 的缺口

作者把 LM 看成通向知识宇宙的文本门户,而不只是句法模型。即便如此,输出仍常错。根因写成三条,外加部署上的第四条:

  1. 没有时效信息。 汇率、疫情数字、股价、今日日期等,预训练模型按设计跟不上。
  2. 没有专有信息。 公司客户名单、在线游戏状态等。
  3. 不善某些推理。 神经方法到不了的计算需要专用过程。GPT-3 / Jurassic-1 两位数加法尚可,四位数会自信地胡答;再训再大也不会达到 1970 年代计算器的稳健。
  4. 模型爆炸。 零样本落后于微调;为每任务微调则失去通用性;多任务微调百余 NLP 任务后,对新任务再调会灾难性遗忘,整集重训不可反复承担。

结论:大模型仍是未来 AI 系统的必要骨干;问题是如何取其利、避其害。

架构

可扩展的 专家模块 + 路由器:每条自然语言输入送到最能应答的模块;模块输出可以是系统输出,也可以再送到另一模块。模块可以是神经的(通用大 LM 或更小的专用 LM),也可以是符号的(计算器、汇率转换、数据库 API)。

相对多任务微调模型,作者列六条好处:安全回退(无匹配则直送大 LM);稳健扩展(专家独立训,只需再训较轻的路由器);可解释(「因为计算器这么说」);时效信息;专有知识;组合性(多跳输入分给不同专家再整合)。

Jurassic-X

已实现并给少量合作方试点;文中称即将对开发者开放,并提供 demo。这是厂商系统,不是开源协议。

神经—符号交接:计算器用例

路由器决定调用哪一模块后,若目标是符号过程,必须从文本抽出离散参数。神经到神经接口自然;到数据库 / API / 计算器则没有免费午餐,但往往负担得起——成本在严谨地训路由器抽参。第 3 节用基本算术演示如何训练 Jurassic-X 抽取运算。

限度(文中可见)

路由与抽参要专门训练。哪些计算该留在神经侧、哪些该交给符号,作者不取死立场,认为会随时间变。实现是私有试点,不是跨厂商标准。

2 - MRKL 讲解

先于 Function Calling 画出模块图。图很像工具调用;2022 年没有开放 schema。

论文解决了什么问题

2022 春,业界开始把 GPT-3 级模型当万能接口。本文把失败模式写明确:过时知识、进不去的私有库、算术不可靠、每加一个任务就爆炸。解法不是再训一只更大的端到端模型,而是 系统:路由器 + 可插专家。

专家是真计算器、真 API,不是提示词里假装会搜。也和后来的开放函数协议不同:路由与抽参是厂商自己训的,调用方看不到统一 schema。Function Calling 要到 2023-06。

对后续 LLM 与 Agent 的影响

「LLM 必须外挂知识与离散推理」成为可引用的架构主张。2023 的插件、工具、Code Interpreter,问题陈述几乎逐条对应这里的缺口。MRKL 本身没有成为跨厂商标准:Jurassic-X 是试点。记它,是因为图先画出来了;可解析的函数选择与产品要到 2023。