프롬프트 엔지니어링(Prompt Engineering)이란 무엇인가? 자연어처리(NLP)의 향상

프롬프트 엔지니어링: 자연어처리(NLP) 모델의 향상

 

자연어처리(Natural Language Processing) NLP)는 기계가 인간의 언어를 이해하고 해석하여 이에 응답할 수 있도록 하는 인공지능(AI) 하위 분야입니다. 최근 몇 년간 머신 러닝과 딥 러닝의 발전 덕분에 NLP는 주목받고 있습니다. NLP 모델을 개선하는 데 사용되는 최신 기술 중 하나는 프롬프트 엔지니어링입니다.

 

이 포스트에서는 프롬프트 엔지니어링의 정의, 작동 방식, 장점과 과제, NLP에서의 적용 사례에 대해 살펴봅니다. 또한 프롬프트 엔지니어링의 미래와 NLP 분야를 혁신할 수 있는 잠재력에 대해서도 논의합니다.

 

프롬프트 엔지니어링이란?

 

프롬프트 엔지니어링은 특정 작업을 해결하는 데 있어 NLP 모델을 안내하는 특정 프롬프트를 설계하는 것을 포함합니다. 프롬프트는 모델이 원하는 출력을 이해하는 데 도움이 되는 일련의 입력 문구입니다. 예를 들어, 영화 리뷰를 긍정 또는 부정으로 분류하는 것이 과제인 경우, 프롬프트는 "이 영화는 - this movie is"이라는 문구와 그 뒤에 영화를 설명하는 몇 개의 단어로 구성될 수 있습니다. 모델은 이 프롬프트를 사용하여 출력 레이블을 생성합니다. (text completion)

 

chatGPT의 경우 프롬프트에 어떤 영화인지 컨텍스트(context)를 지정해주면 chatGPT는 이 문장을 완성합니다. 다음은 해리포터 영화 시리즈를 타이틀로 주고 '이 영화는' 이라고 했을 때 출력하는 레이블입니다. chatGPT가 학습한 내용을 바탕으로 가장 가까운 결과를 내놓습니다. 해리포터는 소설이 원작인데 여기서는 영화라고 지정했기 때문에 배우들인 대니얼 래드클리프, 엠마왓슨 등 출연 배우들의 이름을 언급하는 등 영화에 관련된 내용을 출력합니다.

 

 

지금의 chatGPT는 단순한 이분법적 논리인 긍정/부정의 출력 뿐 아니라 아래와 같은 중립적인 표현도 가능합니다. 해리포터 시리즈의 리뷰는 전체적으로 긍정적이었다 - 실상은 이게 사람들에게 더 어필하는 표현입니다.

 

 

물론 단순히 긍정과 부정이 명확한 출력도 있습니다. 아래와 같이 형식을 지정해주면 chatGTP는 명확해 보이는 판단을 출력합니다. (Killing은 모르겠으나 Darkness를 긍정하는 일도 세상엔 많으니까)

 

 

이와 같이 프롬프트는 텍스트 분류, 질문 답변, 감정 분석, 언어 번역 등 다양한 자연어처리(NLP) 작업에 맞게 설계할 수 있습니다. 목표는 모델에 관련성 있는 입력을 제공하여 모델의 정확성과 효율성을 개선하는 것입니다.

 

작동 방식

프롬프트 엔지니어링에는 데이터 준비부터 시작하여 여러 단계가 포함됩니다. 프롬프트는 당면한 작업, 사용 가능한 데이터 및 모델의 아키텍처를 기반으로 설계해야 합니다. 프롬프트는 구체적이고 작업 및 데이터와 관련이 있어야 합니다. 다음으로, 프롬프트는 모델을 학습시키는 데 사용됩니다. 모델은 프롬프트를 사용하여 원하는 출력을 생성하는 방법을 학습합니다.

 

프롬프트 엔지니어링 프로세스에는 모델을 미세 조정하는 작업도 포함됩니다. 이 단계에서는 주어진 작업에서 모델의 성능을 최적화하기 위해 모델의 매개 변수를 조정합니다. 미세 조정은 모델이 프롬프트를 통해 학습하고 새로운 입력에 일반화하는 데 도움이 됩니다.

프롬프트 엔지니어링의 이점

프롬프트 엔지니어링은 NLP 모델에 여러 가지 이점을 제공합니다. 다음은 몇 가지 주요 이점입니다:

1. 정확도 향상: 관련 입력을 제공함으로써 NLP 모델의 정확도를 향상시킬 수 있습니다. 프롬프트는 모델을 원하는 출력으로 가이드하여 오분류 또는 잘못된 해석의 위험을 줄여줍니다.

2. 더 빠른 모델 학습 및 배포: NLP 모델을 훈련하고 배포하는 데 필요한 시간과 리소스를 줄일 수 있습니다. 프롬프트는 모델이 더 빠르고 효율적으로 학습할 수 있도록 도와주므로 대규모 학습의 필요성을 줄여줍니다.

3. 해석 가능성 향상:  NLP 모델의 해석 가능성을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다. 프롬프트는 모델이 의사 결정을 내리는 방식에 대한 인사이트를 제공하여 모델의 동작을 더 쉽게 이해하고 설명할 수 있게 해줍니다.

4. 대규모 교육에 대한 비용 효율적인 대안: 대규모 트레이닝에 대한 비용 효율적인 대안이 될 수 있습니다. 프롬프트 엔지니어링은 모델을 처음부터 훈련하는 대신 기존 모델을 미세 조정(fine-tuning)하는 데 사용할 수 있으므로 광범위한 데이터 및 컴퓨팅 리소스의 필요성을 줄일 수 있습니다.

 

프롬프트 엔지니어링의 과제와 한계

프롬프트 엔지니어링에는 여러 가지 이점이 있지만 몇 가지 과제와 한계도 있습니다. 다음은 몇 가지 주요 과제입니다:

 

1. 프롬프트의 제한된 범위: 프롬프트 엔지니어링의 효과는 프롬프트의 범위에 따라 제한됩니다. 프롬프트의 범위가 너무 좁으면 모델이 새로운 입력에 일반화하지 못할 수 있습니다. 프롬프트가 너무 광범위하면 모델이 특정 입력에 과할 수 있습니다.

2. 특정 프롬프트에 과적합: 모델이 특정 프롬프트에 과도하게 적합하면 새 입력에 대해 제대로 작동하지 않을 수 있습니다. 프롬프트는 특수성과 일반화의 균형을 맞추도록 신중하게 설계해야 합니다.

3. 분야별 지식의 필요성: 프롬프트 엔지니어링에는 효과적인 프롬프트를 디자인하기 위한 분야별 지식이 필요합니다. 예를 들어 의료 진단 작업에 대한 프롬프트를 디자인하려면 의학 용어에 대한 지식이 필요합니다.

 

4. 프롬프트 엔지니어링의 표준화 부족: 현재 프롬프트 엔지니어링에 대한 표준화된 접근 방식이 없기 때문에 여러 모델이나 작업에서 결과를 비교하기가 어려울 수 있습니다. 또한 이러한 표준화의 부재는 결과를 재현하는 데 어려움을 줄 수 있습니다.

프롬프트 엔지니어링의 적용 분야

프롬프트 엔지니어링은 NLP에서 여러 가지 용도로 사용됩니다.

1. 텍스트 분류: 프롬프트 엔지니어링은 감성 분석이나 주제 분류와 같은 텍스트 분류 작업을 개선하는 데 사용할 수 있습니다. 프롬프트는 특정 카테고리나 레이블로 모델을 안내하도록 설계하여 정확도를 향상시킬 수 있습니다.

2. 질문 답변: 프롬프트 엔지니어링은 주어진 텍스트를 기반으로 한 질문에 대한 답변과 같은 질문 답변 작업을 개선하는 데 사용할 수 있습니다. 프롬프트는 모델이 질문에 답하기 위해 관련 정보를 찾을 수 있도록 설계할 수 있습니다.

3. 감정 분석: 프롬프트 엔지니어링은 영화 리뷰나 소셜 미디어 게시물의 감정을 파악하는 것과 같은 감정 분석 작업을 개선하는 데 사용할 수 있습니다. 프롬프트는 모델을 긍정 또는 부정 감성으로 안내하도록 설계할 수 있습니다.

4. 언어 번역: 프롬프트 엔지니어링은 한 언어에서 다른 언어로 텍스트를 번역하는 것과 같은 언어 번역 작업을 개선하는 데 사용할 수 있습니다. 프롬프트는 모델이 텍스트의 문맥과 의미를 이해할 수 있도록 설계할 수 있습니다.

 

프롬프트 엔지니어링의 잠재력

 

프롬프트 엔지니어링은 자연어처리-NLP 분야에서 비교적 새로운 기술이지만 그 잠재력은 상당합니다. 머신 러닝과 딥 러닝이 더욱 발전함에 따라 프롬프트 엔지니어링은 NLP 모델을 개선하는 데 필수적인 도구가 될 수 있습니다.

 

프롬프트 엔지니어링이 중요한 역할을 할 수 있는 한 가지 영역은 윤리적이고 편견 없는 NLP 모델을 개발하는 것입니다. 특정 프롬프트를 설계함으로써 모델이 편견을 피하고 공정하고 객관적인 결정을 내릴 수 있도록 도울 수 있습니다.

 

프롬프트 엔지니어링이 영향을 미칠 수 있는 또 다른 영역은 다른 NLP 기술과 통합하는 것입니다. 프롬프트 엔지니어링을 전이 학습이나 사전 훈련과 같은 기술과 결합하면 NLP 모델을 훨씬 더 크게 개선할 수 있습니다.

 

프롬프트 엔지니어링의 미래

프롬프트 엔지니어링은 NLP 모델을 개선하기 위한 강력한 기술입니다. 특정 프롬프트를 설계함으로써 모델을 원하는 출력으로 안내하여 정확성, 효율성 및 해석 가능성을 개선할 수 있습니다. 프롬프트 엔지니어링에는 몇 가지 과제와 한계가 있지만 NLP 모델을 개선할 수 있는 잠재력은 상당합니다. 머신 러닝과 딥 러닝이 더욱 발전하면 프롬프트 엔지니어링은 NLP 분야에 혁명을 일으킬 수 있습니다.