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BERT 能“吃”RuCoLA 吗?用拓扑数据分析来解释

Irina Proskurina; Irina Piontkovskaya; Ekaterina Artemova

摘要

本文研究了针对可接受性分类进行微调的Transformer语言模型(LMs)如何捕捉语言特征。我们的方法采用了自然语言处理(NLP)领域中拓扑数据分析(TDA)的最佳实践:我们从注意力矩阵构建有向注意力图,从中提取拓扑特征,并将其输入线性分类器。我们引入了两个新的特征——弦性(chordality)和匹配数(matching number),并展示了基于TDA的分类器优于微调基线模型。我们在两种数据集上进行了实验,分别是英语的CoLA和俄语的RuCoLA,这两种语言在类型学上存在显著差异。此外,我们提出了一些黑盒内省技术,旨在检测微调过程中LMs注意力模式的变化,定义LMs的预测置信度,并将各个注意力头与细粒度的语法现象关联起来。我们的结果有助于理解单语LMs在可接受性分类任务中的行为,提供了关于注意力头功能角色的见解,并突显了基于TDA的方法在分析LMs方面的优势。我们发布了代码和实验结果,以便进一步应用。


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