Deep neural networks, empowered by pre-trained language models, have achieved remarkable results in natural language understanding (NLU) tasks. However, their performances can drastically deteriorate when logical reasoning is needed. This is because NLU in principle depends on not only analogical reasoning, which deep neural networks are good at, but also logical reasoning. According to the dual-process theory, analogical reasoning and logical reasoning are respectively carried out by System 1 and System 2 in the human brain. Inspired by the theory, we present a novel framework for NLU called Neural-Symbolic Processor (NSP), which performs analogical reasoning based on neural processing and logical reasoning based on both neural and symbolic processing. As a case study, we conduct experiments on two NLU tasks, question answering (QA) and natural language inference (NLI), when numerical reasoning (a type of logical reasoning) is necessary. The experimental results show that our method significantly outperforms state-of-the-art methods in both tasks.


翻译:由经过培训的语言模型授权的深神经网络在自然语言理解(NLU)任务方面取得了显著成果。然而,在需要逻辑推理的情况下,其表现可能会急剧恶化。这是因为,NLU原则上不仅依赖于模拟推理,而深神经网络是很好的,而且还依赖于逻辑推理。根据双重过程理论,模拟推理和逻辑推理分别由人类大脑中的系统1和系统2进行。在理论的启发下,我们为NLU提出了一个称为神经-同步处理(NSP)的新框架,它基于神经处理和基于神经和象征处理的逻辑推理进行模拟推理。作为案例研究,我们在两次NLU任务、问题回答(QA)和自然语言推理(NLI)上进行实验,因为数字推理(一种逻辑推理)是必要的。实验结果表明,我们的方法大大超越了两个任务中的最新方法。

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