學生去哪就蒸餾到哪:教師正則化強化學習用於英語證據的跨語言RAG
跨語言檢索增強生成(RAG)常面臨英語證據導致的語言漂移和不可靠證據使用問題。本文提出TR-RAG,一種教師正則化強化學習方案,結合獎勵優化和學生路徑上的在線蒸餾,並引入獎勵分解,在多個基準上顯著提升語言一致性和證據正確性。
跨語言檢索增強生成(RAG)在實際部署中常採用英語證據模式,即用户以多種語言提問,但檢索到的文檔均為英文。這種設置下,即使強大的基礎模型也可能出現生成失敗:英語證據容易導致語言漂移(模型輸出英語或混合語言),且模型在生成非英語答案時對證據的利用不可靠。本文分析認為,這些失敗源於兩個後訓練挑戰:
首先,錯誤具有前綴依賴性,固定軌跡的監督會導致前綴不匹配。例如,在生成答案的過程中,早期的錯誤可能會影響後續的決策,但傳統的監督學習方法使用固定的輸入輸出對,無法動態調整。其次,序列級獎勵(部分離散或基於評判者)帶來噪聲信用分配和高方差更新。當獎勵信號是延遲且稀疏的,模型難以準確地將成功歸因於前面的動作。
為了解決這些問題,作者提出了TR-RAG,一種教師正則化強化學習(RL)方案。TR-RAG將獎勵優化與學生訪問前綴上的在線蒸餾相結合:一個緊湊的學生模型在線採樣答案,同時一個更強的凍結教師模型僅在這些前綴上被查詢,並逐前綴提供學生到教師的逆向KL散度錨點。這種方法既利用了教師的知識,又避免了學生過早收斂到次優策略。此外,還引入了一種針對英語證據多語言生成的獎勵分解,包含語言一致性、字符三元組召回率(character 3-gram recall)和LLM評判分數(用於評估基於證據的正確性)。
在三個基準(BioASQ-ENKB5、Hotpot-ENKB5和天然多語言的MKQA)和兩個骨幹模型上的實驗表明,TR-RAG在語言遵從性和基於證據的正確性綜合指標上優於強基線。關鍵的是,教師錨點起到了安全網的作用:在領域內語言上,它防止了僅使用獎勵的RL可能遭遇的大幅語言一致性崩潰(最高達約27個百分點),甚至低於基礎模型;而對於遙遠的分佈外語言——僅獎勵RL停滯在基礎模型上限——TR-RAG仍能改善證據基礎;在字符三元組召回率上,緊湊的學生模型有時甚至超越其70B參數的教師模型。
這項工作的意義在於,它為跨語言RAG系統提供了一種有效的訓練範式,能夠在多語言環境中保持語言的穩定性和證據的可靠性。未來,該方法可以擴展到其他多模態任務,並進一步優化獎勵設計。