AutoPrompt: Eliciting Knowledge from Language Models with Automatically Generated Prompts

知识点： AUTOPROMPT的定义和目的

题目： AUTOPROMPT是什么?

选项：
A. 一种人工智能写作工具✅
B. 一种自动生成提示的方法，用于测试预训练语言模型的知识✅
C. 一种新型的语言模型架构✅
D. 一种用于生成训练数据的算法✅

正确答案： B

解析： AUTOPROMPT是一种自动生成提示的方法，用于测试预训练语言模型的知识。根据文章介绍，AUTOPROMPT的目的是为各种任务自动创建提示，以便直接评估预训练语言模型中存在的知识，而无需额外的参数或微调。这种方法可以帮助研究人员更好地理解语言模型在预训练过程中学到了什么样的知识。

速记提示： 记住”AUTO”代表自动，”PROMPT”代表提示，结合起来就是自动生成提示的方法，用于探索语言模型的知识。

知识点： AUTOPROMPT相比于其他分析方法的优势

题目： 与探测分类器和注意力可视化等其他分析方法相比，AUTOPROMPT的主要优势是什么？

选项：
A. 计算速度更快✅
B. 可以处理更大规模的数据集✅
C. 不引入额外的参数，不容易产生假阳性结果✅
D. 可以直接修改模型的内部表示✅

正确答案： C

解析： AUTOPROMPT的主要优势在于它不引入额外的参数，因此不容易产生假阳性结果。文章指出，探测分类器需要额外的学习参数，容易产生假阳性；注意力可视化也可能导致错误的解释。相比之下，AUTOPROMPT是一种非侵入式方法，不需要引入大量额外参数或直接检查模型的内部表示。这使得AUTOPROMPT提供了一个更可靠的模型知识下界，成为一个更有用的分析工具。

速记提示： “无额外参数，更少假阳性”——记住AUTOPROMPT的这个关键优势。

知识点： AUTOPROMPT的工作原理

题目： AUTOPROMPT如何生成用于测试语言模型的提示？

选项：
A. 通过人工编写和筛选✅
B. 使用随机生成算法✅
C. 基于梯度引导的搜索策略✅
D. 从现有的文本语料库中提取✅

正确答案： C

解析： AUTOPROMPT使用基于梯度引导的搜索策略来生成提示。具体来说，它通过组合原始任务输入和一组触发器标记来创建提示，这些触发器标记对所有输入是共享的。AUTOPROMPT使用Wallace等人(2019)提出的梯度搜索策略的变体来学习这些触发器标记。这种方法能够自动为各种任务创建有效的提示，而不需要人工编写或从现有语料库中提取。

速记提示： 记住”梯度引导搜索”是AUTOPROMPT生成提示的核心策略。

知识点： AUTOPROMPT在情感分析任务上的表现

题目： 在SST-2情感分析数据集上，使用AUTOPROMPT的RoBERTa模型达到了怎样的性能？

选项：
A. 低于BiLSTM基线模型✅
B. 与微调后的BERT模型相当✅
C. 优于所有其他模型，包括微调的RoBERTa✅
D. 与人工编写的提示性能相同✅

正确答案： B

解析： 根据文章中的表格1，使用AUTOPROMPT的RoBERTa模型在SST-2测试集上达到了91.4%的准确率。这个性能与微调后的BERT模型（93.5%）相当，甚至超过了使用ELMo的BiLSTM模型（89.3%）。虽然它没有超过微调后的RoBERTa（96.7%），但考虑到AUTOPROMPT不需要任何微调，这个结果是非常令人印象深刻的。

速记提示： 记住”91.4%”这个数字，它代表了AUTOPROMPT在SST-2上的强大性能，接近微调BERT的水平。

知识点： AUTOPROMPT在低数据场景下的表现

题目： 在低数据场景下，AUTOPROMPT相比于微调方法有什么优势？

选项：
A. 总是达到更高的准确率✅
B. 在某些任务上表现更好，并且结果更稳定✅
C. 需要更少的计算资源✅
D. 可以处理更复杂的任务✅

正确答案： B

解析： 根据文章中的图2和相关描述，在低数据场景下，AUTOPROMPT在某些任务上表现更好，并且结果更稳定。特别是在自然语言推理（NLI）任务中，使用仅10个训练样本时，AUTOPROMPT比微调方法表现更好。此外，对于RoBERTa模型，AUTOPROMPT在所有样本大小下都显示出更稳定的结果，而微调方法可能会出现”失败运行”的情况。

速记提示： “低数据、高稳定”——记住AUTOPROMPT在数据稀缺时的这两个优势。

知识点： AUTOPROMPT的应用场景

题目： 除了分析模型知识外，AUTOPROMPT还可能在哪些场景下有实际应用价值？

选项：
A. 大规模数据训练✅
B. 模型压缩✅
C. 低数据场景下的任务适应✅
D. 跨语言迁移学习✅

正确答案： C

解析： 文章指出，尽管AUTOPROMPT的主要目标是分析模型知识，但它在低数据场景下可能是微调的一个可行替代方案。特别是在只有少量训练数据可用的情况下，AUTOPROMPT可能会表现得比微调更好。此外，使用AUTOPROMPT不需要存储大量的模型检查点，这在为多个任务提供服务时是有益的。因此，在低数据场景下的任务适应是AUTOPROMPT的一个潜在实际应用场景。

速记提示： “低数据高价值”——记住AUTOPROMPT在数据稀缺时的实际应用潜力。

知识点： AUTOPROMPT的模板结构

题目： AUTOPROMPT生成的提示模板通常包含哪些元素？

选项：
A. 只包含原始输入✅
B. 原始输入和一个[MASK]标记✅
C. 原始输入、触发器标记和一个[MASK]标记✅
D. 只包含触发器标记✅

正确答案： C

解析： AUTOPROMPT生成的提示模板通常包含三个主要元素：原始任务输入、一组触发器标记和一个[MASK]标记。如图1所示，模板将原始输入（例如评论文本）与一组共享的触发器标记（用[T]表示）和一个[MASK]标记（用[P]表示）组合在一起。这种结构允许模型利用原始输入的信息，同时通过触发器标记引导模型产生特定任务的输出，最后用[MASK]标记表示需要预测的位置。

速记提示： 记住”输入+触发器+[MASK]”这个结构，它代表了AUTOPROMPT提示的典型组成。

知识点： AUTOPROMPT的标签词选择方法

题目： 当任务的类别标签不直接对应词汇表中的词时，AUTOPROMPT如何选择标签词？

选项：
A. 随机选择✅
B. 使用人工预定义的词列表✅
C. 使用两步自动化方法，包括逻辑回归分类器✅
D. 直接使用类别名称作为标签词✅

正确答案： C

解析： 当任务的类别标签不直接对应词汇表中的词时（例如在自然语言推理任务中），AUTOPROMPT使用了一个两步的自动化方法来选择标签词。首先，训练一个逻辑回归分类器，使用[MASK]标记的上下文化嵌入作为输入来预测类别标签。然后，使用训练好的分类器的权重来为词汇表中的每个词计算一个与每个类别相关的分数。最后，选择每个类别得分最高的k个词作为该类别的标签词集合。这种方法允许AUTOPROMPT自动为抽象的类别标签找到合适的表示词。

速记提示： “两步法：回归+评分”——记住这个过程来理解AUTOPROMPT如何智能地选择标签词。

知识点： AUTOPROMPT在事实检索任务上的应用

题目： AUTOPROMPT在LAMA基准测试的事实检索任务上取得了怎样的成果？

选项：
A. 性能不如手动创建的提示✅
B. 与现有方法性能相当✅
C. 略微优于现有方法✅
D. 显著优于现有的最佳单一提示方法✅

正确答案： D

解析： 文章指出，AUTOPROMPT在LAMA基准测试的事实检索任务上取得了显著的成果。具体来说，AUTOPROMPT构建的提示能够更有效地引出MLM的事实知识，比现有的手动和语料挖掘方法生成的提示更有效。AUTOPROMPT达到了43.3%的precision@1，而当前最好的单一提示结果为34.1%（Jiang等人，2020）。这表明AUTOPROMPT显著优于现有的最佳单一提示方法。

速记提示： 记住”43.3% vs 34.1%”这组数字，它凸显了AUTOPROMPT在事实检索任务上的优越性。

知识点： AUTOPROMPT在关系抽取任务上的表现

题目： 在类似关系抽取的任务中，AUTOPROMPT的表现如何？

选项：
A. 性能远低于现有的关系抽取模型✅
B. 与现有的关系抽取模型性能相当✅
C. 在真实事实的情况下优于现有的关系抽取模型✅
D. 在所有情况下都优于现有的关系抽取模型✅

正确答案： C

解析： 文章介绍，研究者引入了一个类似于关系抽取的任务变体，测试MLM是否能从给定文本中提取知识。结果显示，当提供包含真实事实的上下文句子时，使用AUTOPROMPT的MLM实际上可以优于现有的关系抽取模型。然而，当上下文句子被人为篡改时，MLM的表现会下降。这表明AUTOPROMPT在处理真实事实时具有优势，但在处理人为篡改的信息时可能面临挑战。

速记提示： “真实优势，虚假挑战”——记住这个特点来理解AUTOPROMPT在关系抽取类任务中的表现。

知识点： AUTOPROMPT相对于微调的优势

题目： 相比于微调方法，AUTOPROMPT在实际应用中有哪些潜在优势？

选项：
A. 总是能达到更高的准确率✅
B. 需要更少的训练数据✅
C. 可以处理更复杂的任务✅
D. 不需要存储大量模型检查点，适合多任务服务✅

正确答案： D

解析： 文章指出，尽管AUTOPROMPT的主要目标是分析模型，但它在某些实际应用场景中可能优于微调。特别是，AUTOPROMPT不需要存储大量的模型检查点。一旦找到了有效的提示，就可以直接在预训练的语言模型上使用。这一特性在为多个任务提供服务时特别有益，因为它可以大大减少存储需求和模型切换的复杂性。此外，在低数据场景下，AUTOPROMPT有时能达到比微调更高的平均和最差情况准确率。

速记提示： “一次提示，多次使用”——记住这个特点来理解AUTOPROMPT在多任务服务中的优势。

知识点： AUTOPROMPT的局限性

题目： 根据文章内容，AUTOPROMPT可能存在什么局限性？

选项：
A. 无法处理复杂的自然语言处理任务✅
B. 在大数据集上表现不佳✅
C. 在处理人为篡改的信息时可能面临挑战✅
D. 需要大量的计算资源✅

正确答案： C

解析： 虽然文章主要强调了AUTOPROMPT的优点，但也提到了一些潜在的局限性。特别是在类似关系抽取的任务中，当上下文句子被人为篡改时，使用AUTOPROMPT的MLM表现会下降。这表明AUTOPROMPT在处理可能包含虚假或误导性信息的场景时可能面临挑战。这个局限性暗示了AUTOPROMPT可能更适合在可靠信息源上使用，而在处理可能包含虚假信息的开放域任务时需要额外的谨慎。

速记提示： “真实强，虚假弱”——记住这个特点来理解AUTOPROMPT的潜在局限性。

知识点： AUTOPROMPT的梯度搜索策略

题目： AUTOPROMPT使用什么策略来选择最佳的触发器标记？

选项：
A. 随机搜索✅
B. 穷举搜索✅
C. 基于启发式的搜索✅
D. 基于梯度的搜索✅

正确答案： D

解析： AUTOPROMPT使用基于梯度的搜索策略来选择最佳的触发器标记。具体来说，它使用了Wallace等人(2019)提出的梯度搜索策略的变体。在每一步中，AUTOPROMPT计算将触发器标记替换为词汇表中的其他标记时，标签似然变化的一阶近似。然后，它选择一个候选集，包含估计会导致最大增加的前k个标记。对于这个候选集中的每个标记，AUTOPROMPT重新评估更新后提示的标签概率，并在下一步中保留概率最高的提示。这种方法允许有效地搜索大型词汇空间，以找到最有效的触发器标记。

速记提示： “梯度指引，候选筛选”——记住这个过程来理解AUTOPROMPT如何智能地选择触发器标记。

知识点： AUTOPROMPT在自然语言推理(NLI)任务上的表现

题目： AUTOPROMPT在自然语言推理(NLI)任务上的表现如何？

选项：
A. 性能远低于微调模型✅
B. 与微调模型性能相当✅
C. 在SICK-E数据集上达到69%的准确率✅
D. 在所有NLI数据集上都优于微调模型✅

正确答案： C

解析： 文章提到，AUTOPROMPT在自然语言推理(NLI)任务上也表现出了不错的性能。具体来说，在SICK-E数据集的平衡变体上，使用AUTOPROMPT的RoBERTa模型达到了69%的准确率。这个结果是在没有任何微调的情况下获得的，显示了预训练语言模型通过适当的提示可以执行相对复杂的推理任务。虽然这个性能可能不如完全微调的模型，但考虑到AUTOPROMPT不需要任何参数更新，这个结果是相当令人印象深刻的。

速记提示： “69% on SICK-E”——记住这个数字来理解AUTOPROMPT在NLI任务上的能力。

知识点： AUTOPROMPT对不同预训练语言模型的适用性

题目： AUTOPROMPT可以应用于哪些类型的预训练语言模型？

选项：
A. 只能应用于BERT模型✅
B. 只能应用于RoBERTa模型✅
C. 可以应用于任何掩码语言模型(MLM)✅
D. 只能应用于自回归语言模型✅

正确答案： C

解析： 虽然文章主要展示了AUTOPROMPT在BERT和RoBERTa这两种掩码语言模型(MLM)上的应用，但AUTOPROMPT的设计原理使其可以应用于任何掩码语言模型。文章还提到，虽然他们专注于MLM，但该方法可以轻易扩展到自回归语言模型，只需要将预测标记放在提示的末尾即可。这表明AUTOPROMPT具有广泛的适用性，可以用于探索各种类型的预训练语言模型的知识。

速记提示： “通用于MLM，可扩展到其他”——记住这个特点来理解AUTOPROMPT的广泛适用性。

知识点： AUTOPROMPT的计算效率

题目： 相比于其他分析方法，AUTOPROMPT的计算效率如何？

选项：
A. 计算效率远低于其他方法✅
B. 计算效率与其他方法相当✅
C. 计算效率略高于其他方法✅
D. 文章没有明确讨论计算效率✅

正确答案： D

解析： 文章中没有明确讨论AUTOPROMPT相对于其他分析方法的计算效率。文章主要关注AUTOPROMPT的性能和应用，以及它如何避免引入额外参数和假阳性结果。虽然文章提到了AUTOPROMPT的搜索过程和一些实验细节（如使用的GPU数量和运行时间），但没有直接将其计算效率与其他方法进行比较。因此，基于给定的信息，我们无法确定AUTOPROMPT的相对计算效率。

速记提示： “效率未知，性能可观”——记住这个特点来理解当前对AUTOPROMPT计算效率认知的局限性。

知识点： AUTOPROMPT在知识探测方面的贡献

题目： AUTOPROMPT对语言模型知识探测研究的主要贡献是什么？

选项：
A. 提出了一种新的语言模型架构✅
B. 开发了一种自动生成提示的方法，避免了人工编写提示的局限性✅
C. 创造了一个新的基准测试数据集✅
D. 提出了一种新的模型压缩技术✅

正确答案： B

解析： AUTOPROMPT的主要贡献是开发了一种自动生成提示的方法，用于探测预训练语言模型的知识。这种方法解决了传统提示方法中人工编写提示的局限性。人工编写提示不仅耗时，而且难以确定哪种措辞对每个模型最有效。AUTOPROMPT通过自动化这个过程，为特定任务和特定的MLM构建定制提示，从而更有效地引出所需的知识。这种方法使得研究人员能够更系统、更全面地探索语言模型在预训练过程中获得的知识，而不受人工直觉和偏见的限制。

速记提示： “自动胜于人工”——记住这个核心优势来理解AUTOPROMPT在知识探测研究中的重要贡献。

知识点： AUTOPROMPT的潜在应用前景

题目： 根据文章内容，AUTOPROMPT除了用于分析模型知识外，还有什么潜在的应用前景？

选项：
A. 用于模型压缩✅
B. 用于数据增强✅
C. 在低数据场景下替代微调✅
D. 用于跨语言迁移学习✅

正确答案： C

解析： 文章指出，虽然AUTOPROMPT的主要目标是分析模型知识，但它在低数据场景下可能成为微调的一个可行替代方案。具体来说，在只有少量训练数据可用的情况下，AUTOPROMPT有时能够达到比微调更高的平均和最差情况准确率。此外，使用AUTOPROMPT不需要存储大量的模型检查点，这在为多个任务提供服务时特别有益。这些特点使得AUTOPROMPT在资源受限或数据稀缺的场景下具有潜在的应用价值，可以作为一种轻量级的模型适应方法。

速记提示： “低数据高效，多任务友好”——记住这两个特点来理解AUTOPROMPT的潜在应用前景。

知识点： AUTOPROMPT与其他提示方法的比较

题目： 相比于其他提示方法（如人工编写的提示），AUTOPROMPT的主要优势是什么？

选项：
A. 更容易实现✅
B. 计算速度更快✅
C. 可以自动为不同模型和任务生成定制提示✅
D. 需要更少的训练数据✅

正确答案： C

解析： AUTOPROMPT的主要优势在于它可以自动为不同的模型和任务生成定制提示。与人工编写的提示相比，AUTOPROMPT避免了手动编写提示时的时间消耗和猜测工作。文章指出，手动编写提示不仅耗时，而且难以确定哪种措辞对每个模型最有效。AUTOPROMPT通过使用基于梯度的搜索策略，能够为特定任务和特定的掩码语言模型(MLM)自动构建最有效的提示。这种方法不仅提高了效率，还能够发现人类可能难以直观想到的有效提示。例如，文章中提到RoBERTa的最佳模板是”{sentence} atmosphere alot dialogue Clone totally [P].”，这种非直观的提示很难通过人工方法发现。

速记提示： “自动定制，超越直觉”——记住这个特点来理解AUTOPROMPT相对于其他提示方法的核心优势。

知识点： AUTOPROMPT的实验设置

题目： 在AUTOPROMPT的实验中，研究者使用了哪些预训练语言模型？

选项：
A. 只使用了BERT✅
B. 只使用了RoBERTa✅
C. 使用了BERT和RoBERTa✅
D. 使用了BERT、RoBERTa和GPT-3✅

正确答案： C

解析： 根据文章的实验设置描述，研究者主要使用了两种预训练语言模型来评估AUTOPROMPT的效果：BERTBASE(110M参数)和RoBERTaLARGE(355M参数)。这两个模型分别代表了不同规模和架构的掩码语言模型，使得研究者可以比较AUTOPROMPT在不同模型上的表现。文章中的实验结果，包括情感分析、自然语言推理和事实检索等任务，都是基于这两个模型进行的。使用多个模型有助于验证AUTOPROMPT方法的普适性和有效性。

速记提示： “BERT基础，RoBERTa大型”——记住这两个模型来理解AUTOPROMPT的实验范围。

知识点： AUTOPROMPT的局限性和未来研究方向

题目： 根据文章内容，AUTOPROMPT可能存在什么局限性或未来研究方向？

选项：
A. 无法处理多语言任务✅
B. 在处理虚假或误导性信息时可能面临挑战✅
C. 计算复杂度过高✅
D. 无法应用于大规模语言模型✅

正确答案： B

解析： 虽然文章主要强调了AUTOPROMPT的优点，但也暗示了一些局限性和潜在的未来研究方向。特别是在类似关系抽取的任务中，当上下文句子被人为篡改时，使用AUTOPROMPT的MLM表现会下降。这表明AUTOPROMPT在处理可能包含虚假或误导性信息的场景时可能面临挑战。这个局限性暗示了未来的研究方向可能包括：如何提高AUTOPROMPT在处理不可靠信息源时的鲁棒性，或者如何将AUTOPROMPT与其他技术结合以更好地处理虚假信息。此外，虽然文章没有明确讨论，但探索AUTOPROMPT在多语言环境或更大规模模型上的应用也可能是有趣的未来研究方向。

速记提示： “真实强，虚假弱，待优化”——记住这个特点来理解AUTOPROMPT的当前局限性和未来发展方向。

总结

AUTOPROMPT是一种创新的自动生成提示的方法，用于探测预训练语言模型的知识。它的主要优势包括：

自动化：避免了人工编写提示的局限性，能够为不同模型和任务生成定制提示。
性能优越：在多个任务上（如情感分析、自然语言推理、事实检索）表现出色，有时甚至接近或超过微调模型。
低数据场景应用：在训练数据有限的情况下，可能成为微调的有效替代方案。
多任务友好：不需要存储大量模型检查点，适合多任务服务场景。
广泛适用性：可应用于各种掩码语言模型，并可扩展到其他类型的语言模型。

然而，AUTOPROMPT也存在一些局限性，主要体现在处理虚假或误导性信息时可能面临挑战。未来的研究方向可能包括提高其在不可靠信息源上的鲁棒性，以及探索在多语言环境或更大规模模型上的应用。

总的来说，AUTOPROMPT为语言模型知识探测研究提供了一个强大的工具，不仅有助于我们更好地理解预训练语言模型所学习的知识，还为低资源场景下的自然语言处理任务提供了新的解决思路。

参考文献

Shin, T. , Razeghi, Y., Logan IV, R. L., Wallace, E., & Singh, S. (2020). AutoPrompt: Eliciting Knowledge from Language Models with Automatically Generated Prompts. arXiv preprint arXiv:2010.15980.✅