Solving Korean Math Word Problems Using the Graph and Tree Structure

배광호; 여상엽; 정유철

doi:10.5626/JOK.2022.49.11.972

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자료유형: 학술저널

저자정보: 배광호 (금오공과대학교) 여상엽 (금오공과대학교) 정유철 (금오공과대학교)

저널정보: Korean Institute of Information Scientists and Engineers Journal of KIISE Journal of KIISE Vol.49 No.11

발행연도: 2022.11

수록면: 972 - 980 (9page)

DOI: 10.5626/JOK.2022.49.11.972

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선행 연구에서 영어 문장제 수학 문제를 해결하려 한 다양한 시도가 있었다. 많은 연구에서 Sequence-to-Sequence(이하 Seq2seq) 패러다임을 넘어선 트리, 그래프 등의 구조를 도입하여 개선된 성능을 달성할 수 있었다. 하지만 한국어 문장제 수학 문제 풀이 연구에서는 트리(Tree)나 그래프(Graph)등으로 제안된 구조를 활용한 모델 사례가 없다. 이에 본 논문에서는 한국어 사전학습 언어모델을 사용하여 트리 구조를 활용하는 모델, 트리와 그래프 구조를 함께 활용하는 모델에 대한 한국어 문장제 수학 문제풀이 능력의 가능성을 검토해보고자 한다. 테스트 결과 그래프와 트리 구조를 도입함으로써 Seq2seq 구조의 모델 대비 약 20%의 정확도 향상을 보였고, 나아가 한국어 사전학습 언어모델을 사용한 것이 사용하지 않은 것 대비 4.66～5.96%의 정확도 향상을 보였다.

#문장제 수학 문제 풀이 #사전학습 언어모델 #그래프 신경망 #트리 구조 수식 생성 #solving math word problems #pre-trained language models #graph neural network #generating tree structure equation

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Amini, A., Gabriel, S., and Lin, S., Koncel-Kedziorski, R., Choi, Y., & Hajishirzi, H. "MathQA: Towards Interpretable Math Word Problem Solving with Operation-Based Formalisms," North American Chapter of the Association for Computational Linguistics pp. 2357-2367, 2019

Qin, J., Lin, L., Liang, X., Zhang, R., and Lin, L., "Semantically-Aligned Universal Tree-Structured Solver for Math Word Problems," Proc. of the 2020 Conference on Empirical Methods in Natural Language Processing, pp. 3780-3789, 2020.

L. Wang, Y. Wang, D. Cai, D. Zhang, and X. Liu, "Translating math word problem to expression tree," in Proc. Conf. Empirical Methods Natural Language Processing, pp. 1064-1069, 2018.

Xie, Z. and Sun, S., 2019. "A Goal-Driven Tree-Structured Neural Model for Math Word Problems," International Joint Conferences on Artificial Intelligence Organization, pp. 5299-5305, 2019.

Zhang, J., Wang, L., Lee, R.K.W., Bin, Y., Wang, Y., Shao, J., and Lim, E.P., "Graph-to-Tree Learning for Solving Math Word Problems," Association for Computational Linguistics, pp. 3928-3937, 2020.

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