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人工知能 · 解説記事

AI言語モデルが幻覚を見る理由:誤った回答の背後にある研究

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要点

AI「幻覚」が起こるのは、言語モデルが真実を検証するのではなく次の尤もらしい単語を予測するように訓練されているためであり、また、それらを採点するために使用されるテストが不確実性を認めることよりも確信を持った推測を報酬しているためです。OpenAIの研究者は、この問題は部分的にはモデルの訓練方法の数学的結果であり、部分的にはAI産業がそれらをスコアする方法の結果であると主張しています。

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AI幻覚とは、言語モデルによって生成された発言であり、流暢で自信に満ちていると聞こえますが、事実上は間違っています。捏造引用、誤った日付、存在しない人物などです。2025年9月に発表された研究論文で、OpenAIの研究者は幻覚をこれらの用語で説明し、現在の訓練と評価方法では、この問題は完全には解決できないと述べています。

訓練プロセスがエラーを生じる仕組み

OpenAIの論文によると、arXivに投稿されたもので、説明の一部はモデルの事前訓練方法にあります。事前訓練中、モデルは流暢なテキストからのみ学習し、どの文が真実か偽かを示すラベルはありません。統計的目的(交差エントロピー損失)で訓練されており、これは事実を検証するのではなく尤もらしい次の単語を予測することに報酬を与えます。

研究者は、訓練データ自体に間違いがない場合でも、これがエラーを生成することを示しています。訓練データに1度だけ現れた事実の場合—研究者は人の誕生日の例を挙げています—論文の分析では、これらの「シングルトン」事実の訓練セットにおける共有量と同じくらい高い幻覚率を見つけています。言い換えれば、事実が1度だけ言及された場合、モデルは数学的にそれを間違える傾向があります。論文は、計算能力に制限がないモデルでさえ、一部のエラーが避けられないと述べており、特定のタスクは計算不可能なものとして説明しています。

採点システムがなぜ推測を報酬するのか

論文の第2の議論は、事前訓練後のモデル評価方法に関するものです。言語モデルを複数選択試験に直面している学生と比較しています。空白の回答はゼロ点を獲得するため、すべての誤った回答が未回答と同じコストである場合、推測は常に統計的により良い戦略です。OpenAIの研究者は、広く使用されている10の主要なAIベンチマーク—GPQA、MMLU-Pro、SWE-benchを含む—を調査し、そのうち9つが「わかりません」のような回答に対してゼロクレジットを与える二項採点を使用していることを発見しました。

論文が主張するに、その採点パターンは、正直な推測よりも自信のある推測がより良くスコアするため、モデルが不確実性を認めるのではなく推測し続けるよう促します。TechCrunchは論文を報道し、これを幸運な正しい推測と真の根拠のある回答を同じように報酬することで間違ったインセンティブを作成する評価と説明しました。

推論モデルは少なく、より多く幻覚を見ている

この傾向は古いモデルだけに限りません。OpenAIの独自のシステムカード、2025年4月にリリースされたo3およびo4-miniの推論モデル用のもので、TechCrunchによって報告され、会社の内部PersonQAベンチマークで新しい推論システムの幻覚率が上昇したことを発見しました。このベンチマークは人物に関する事実的質問をテストします。

OpenAIのPersonQAベンチマークでの幻覚率
モデル幻覚率
o116%
o3-mini14.8%
o333%
o4-mini48%

OpenAIは、推論モデルのスケーリングに伴い幻覚がなぜ増加するのかを理解するためにはより多くの研究が必要であると述べ、これらのモデルが全体的により多くの主張をするため、より正確でより不正確なステートメントの両方が生成されることに注目しました。AI研究グループTransluceの研究者ニール・チョウドゥリは、TechCrunchに引用され、1つの仮説を提供しました。o系列推論モデルの訓練に使用される強化学習の種類は、標準的な訓練技術が通常軽減する問題を増幅する可能性があります。

OpenAIはそれを修正するために何を提案するか

2025年9月の論文は、別の幻覚テストを追加するのではなく、ベンチマークをスコアする方法を変更することを提案しています。提案された修正は、採点指示に明確な信頼度閾値を組み込むことです。例えば、モデルに75%以上の自信を持つ場合のみ質問に答えるよう指示し、間違いは棄却よりも多くのポイントをコストします。理論的には、これは、現在の採点システムで起こるより悪い結果ではなく、モデルが確信していない場合、棄却を数学的により良い選択にします。

学生が難しい試験問題に直面するのと同様に、大規模言語モデルも不確実な場合に推測することがあり、不確実性を認める代わりに、もっともらしいが誤ったステートメントを生成します。

— OpenAI研究論文、2025年9月

論文は、このアプローチが幻覚を排除するのではなく軽減することを明確にしています。一部のエラーは統計的に稀な事実から、または研究者が計算不可能と説明するタスクから生じるため、著者は、現在の方法でゼロ幻覚を持つ言語モデルは達成不可能であると結論付けています。

よくある質問

AIの幻覚とは正確には何ですか?
言語モデルによって生成されたステートメントであり、流暢で自信があるように聞こえますが、事実上は偽です。例えば、捏造引用、正しくない日付、または存在しない人物です。OpenAIの研究はこれらの用語で幻覚を説明しています。
AI幻覚は完全に排除できますか?
OpenAIの2025年9月の研究論文によると、いいえ。著者はいくつかの幻覚をモデルの訓練と評価方法の数学的に避けられない結果として説明しており、レートを削減できますが、現在の方法でゼロにすることはできません。
より新しいAI推論モデルがなぜ古いモデルよりも幻覚が多い場合があるのか?
OpenAIの独自システムカード(o3とo4-miniの推論モデル用)は、PersonQAベンチマーク上で(33%と48%)より高い幻覚率を見つけたもので、古いモデル(o1の16%)よりも多く、会社は2025年4月に、増加を説明するためにはより多くの研究が必要であると述べました。
なぜベンチマークテストはAIモデルに「わかりません」と言う代わりに推測するよう奨励するのか?
OpenAIは、調査した主要なAIベンチマークのうち9つが、誤った回答と正直な「わかりません」の両方にゼロクレジットを与える二項採点を使用していることを発見しました。これは統計的に不確実性を認めることよりも推測を報酬しています。
OpenAIは幻覚の修正としてどのような提案をしていますか?
研究者は、ベンチマークをスコアする方法に明確な信頼度閾値を組み込むことを提案しています。例えば、高い述べられた信頼度で与えられた回答のみを報酬し、誤った推測よりも棄却を罰することで、不確実性を認めることが優れたスコアリング戦略になるようにします。

出典

  1. arXiv — "Why Language Models Hallucinate" (OpenAI research paper, 2509.04664)
  2. TechCrunch — "Are bad incentives to blame for AI hallucinations?"
  3. TechCrunch — "OpenAI's new reasoning AI models hallucinate more"
  4. Computerworld — "OpenAI admits AI hallucinations are mathematically inevitable, not just engineering flaws"

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