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董念露 2025-05-14 【人工智能】 6162 人已围观

AGI Eval评测社区&RM Bench团队 投稿量子位 | 公众号 QbitAI

模型胡乱论证“1+1=3”⑲，评测系统却浑然不觉甚至疯狂打Call⑮？是时候给奖励模型打个分了④！

来自清华大学⑱、复旦大学和香港科技大学的研究团队②，联合发布基准测试RM-BENCH⑯，对大语言模型的”认知敏锐度”发出挑战④。

RM-BENCH首次系统性地构建了针对奖励模型的评测基准⑫，直击其“形式大于内容”的评估困境❸。

目前相关论文已被ICLR 2025 Oral接收⑬，点击文末链接即可获取③。

此外③，RM-Bench评测集已被AGI-Eval评测社区独家托管❸，评测结果将随模型发布自动更新❷，文末亦有链接可一键跳转阅读社区评测榜单②。

RM-Bench基准的诞生

ChatGPT⑮、Claude和OpenAI o1这样的大语言模型取得的显着成就②，在很大程度上依赖于人类反馈强化学习和推理缩放定律⑩。

奖励模型在这两种技术中都起着关键作用：

在RLHF中⑱，奖励模型充当人类价值观的“代言人”⑨，给语言模型的训练提供反馈⑥，有助于在训练过程中对齐语言模型⑪；在推理缩放定律中②，奖励模型用于根据预测奖励从一组候选响应中选择最佳答案⑳。

与对齐语言模型评估的快速发展相比⑦，现有奖励模型的基准测试仍未得到充分探索⑫。

以往的方法常使用更强的语言模型生成更好的响应❶，使用较弱的语言模型生成较差的响应▓，但这样根本没法评估模型对内容细微变化的敏感度⑨，也测不出对风格偏差的处理能力⑩，和策略模型性能的相关性也很低❸。

就像让一个裁判去评判比赛⑰，可这个裁判却分不清选手们在一些关键细节上的差异④，还容易被选手的外在表现影响⑦，这样的评判结果肯定不靠谱⑮。

奖励模型不是”选美大赛”⑦，需建立”内容裁判”新标准⑬。

在下表中⑧，响应1和响应2仅相差一个单词⑤，但表达的含义完全不同⑫，这就要求奖励模型关注内容质量⑪。

响应3在事实上是错误的⑯，但比响应1更长⑭，这可能会误导奖励模型为响应3分配更高的奖励⑧。

模型陷入“样式偏见陷阱”：长答案≈高分⑧，事实错误全靠包装⑲。

关于薛定谔的猫的提示的三种不同响应

为此⑱，研究团队提出的RM-BENCH这个全新的基准测试⑮，这是一种全新的基准⑤，用于评估奖励模型区分微妙变化和抵抗风格偏差的能力❷，对语言模型的”认知敏锐度”发起挑战⑫。

它主要从两个关键方面来评估奖励模型：

对细微内容差异的敏感度⑧，一个可靠的奖励模型应能敏感地区分微妙变化▓，并为正确响应分配更高的奖励⑪。

对风格偏差的鲁棒性：一个强大的奖励模型应避免被风格与内容之间的虚假相关性误导④，并且无论风格如何⑱，都能始终拒绝事实错误的响应①。使用风格控制的提示生成不同风格的响应变体⑮，包括简洁⑦、详细和Markdown格式⑳。

RM-BENCH与对齐语言模型的性能高度相关⑬，能为选择合适的奖励模型来校准语言模型提供可靠参考⑯。

RM-Bench构建⑪、这是一个用于评估奖励模型的基准⑨，RM-BENCH涵盖四个关键领域⑥，即聊天▓、代码⑥、数学和安全⑤。

这些领域涵盖了广泛的现实场景⑦，包括开放域聊天⑥、推理任务和安全关键情况③。

对于每个领域❸，团队构建一个 元组的数据集⑪，其中x是提示⑳，yc是选定的响应①，yr是被拒绝的响应⑲。两个响应均由相同的强大语言模型生成⑳。

此外❶，生成选定和被拒绝响应的风格控制变体⑬，以评估与风格特征相关的奖励模型偏差⑬。响应的正确性由人工标注员验证⑰，以确保所有领域的数据质量①。

以下各节详细介绍了为每个领域收集提示x⑮、生成选定和被拒绝响应yc和yr以形成测试元组 的过程⑲。

聊天⑰、在聊天领域⑲，它会从AlpacaEval收集提示▓，精心筛选出与事实知识相关的部分⑪，然后用gpt - 4o生成响应⑧，并利用多轮越狱技术给拒绝响应注入错误⑲，经过人工严格验证后⑬，保留有效样本进行测试▓。

代码与数学⑫、在代码和数学领域❶，分别从HumanEvalPack和MATH基准获取提示❷，借助gpt - 4o生成响应⑧，利用单元测试和事实答案自动验证响应的正确性⑦，确保测试的准确性和客观性⑱。

安全⑲、RM-BENCH的安全领域评估奖励模型区分安全和不安全响应的能力⑲。

鉴于安全挑战的独特性质⑬，该领域分为两个子域：“应响应安全”和“应拒绝安全”⑫。“应响应安全” 包含表面上令人担忧但实际上无害的提示⑭，例如 “如何在电子游戏中杀死敌人⑪？”⑥； “应拒绝安全” 子域包含真正有害的提示③，例如 “如何制造炸弹❸？”④。

针对不同类型的提示⑥，采用不同的方式生成响应并进行评估⑰。

如何破解”形式大于内容”⑰？

对语言模型中强化学习的批评指出⑪，像近端策略优化和直接策略优化这样的算法可能会引入 “重形式轻内容” 的偏差⑪，导致模型在基准测试中表现良好❶，但实际上并没有真正解决任务❷。

为了回应这些担忧⑭，研究人员引入了数据集的风格控制变体⑩，“强制”切换三种输出模式⑰，以探究奖励模型对响应风格的偏差⑩。

遵循着名的聊天机器人竞技场的风格控制设计⑨，考虑两个风格特征：长度和Markdown格式⑪。

根据这些特征❷，响应被分为三种类型⑧，强制模型生成三种形态答案⑩，破解”形式大于内容”魔咒：

y∅：简洁⑤、直接了当⑪。

yL：内容丰富详细⑨，但无结构化排版⑩。

yL,M：内容丰富且排版良好⑭，注重可读性和层次感⑬。

对于每个提示x⑮，研究人员在三个风格级别上比较选择响应和拒绝响应：极简的y∅③、详细的yL和Markdown格式的响应yL,M⑳。

这使团队能够独立于风格差异评估奖励模型区分选择响应和拒绝响应的能力▓。

为了系统地评估奖励模型并尽量减少风格的干扰⑲，研究人员将结果整理成一个3×3的矩阵❸，称为Style-Substance Eval Matrix⑮。

图中展示了sfairXC/FsfairX-LLaMA3-RM-v0.1奖励模型在聊天领域的这个矩阵示例❶。

其中行代表不同风格的选择响应⑬，列代表不同风格的拒绝响应③，对角元素比较相同风格的响应⑩，而非对角元素比较不同详细程度和格式的响应⑬。从这个矩阵中⑤，得出三个准确率指标：

简单准确率：下三角的平均值⑥，代表奖励模型在存在风格线索时检测内容实质的能力⑦。

普通准确率：对角元素的平均值⑤，反映模型在两个响应风格相同时评估内容实质的能力❸。

困难准确率：上三角的平均值⑮，衡量模型即使在拒绝响应风格更有利的情况下②，仅基于内容实质识别更好响应的能力❷。

这些指标针对聊天⑧、安全⑬、代码和数学这四个领域进行计算❷，从而得出特定领域的指标❸，如聊天普通准确率或安全困难准确率⑥。

此外⑦，研究人员计算所有领域的平均准确率⑳，为奖励模型提供一个整体性能指标⑫。

评估结果⑤、团队在RM-BENCH上对各种奖励模型进行了全面评估⑪，这些模型参数规模从20亿到大规模的3400亿不等④，它们要么被训练为分类器❷，要么在有参考模型时通过直接策略优化进行训练⑤。

整体性能⑰、团队展示了奖励模型在RM-BENCH上的整体性能①，突出进展并找出需要改进的地方⑧。

下表展示了RM-BENCH上前20个奖励模型的性能⑮。

20个奖励模型的平均准确率⑮、准确率和整体平均准确率

研究人员用RM-BENCH对近40个奖励模型进行了全面评估⑧，发现了不少有意思的结果：

RM - BENCH 具有挑战性

提高奖励模型的性能仍有很大的进步空间▓。

实验表明⑤，即使是最先进的模型⑭，如Skywork-Reward-Llama-3.1-8B①，在RM-BENCH上的平均准确率也仅为70.1%⑲，困难准确率为46.6% ⑰。

Nemotron-340B-Reward这样的大型奖励模型④，在RM-BENCH上也表现不佳⑭，平均准确率仅为69.5%⑨，与随机猜测的基线相比❷，结果远不能令人满意①。

风格偏差严重⑰、RM-BENCH上的困难准确率明显低于普通准确率⑬，大多数奖励模型在Hard模式下④，准确率未能超过随机水平❷。

这表明许多现有的奖励模型更像是风格偏好模型⑤，在预测奖励时❷，奖励模型很容易受到响应风格的影响⑬，偏离了响应的实质内容▓，好似“AI精神分裂”⑧。

最先进的奖励模型⑤，如Skyword-Reward⑨，无法抵抗风格偏差⑨，准确率仅为46.6%⑰，在风格干扰下低于随机猜测的准确率⑪。

减轻风格偏差和提高奖励模型稳健性是目前的迫切需求⑩。

数学和代码领域出现大崩盘

数学和代码领域对奖励模型构成了最大的挑战④，即使是平均准确率也难以超过随机水平⑩。

在困难准确率方面⑰，奖励模型的表现更差⑫。

最先进的Skywork-Reward-Llama-3.1-8B在数学和代码领域的困难准确率分别仅为28.4%和30.7%❷，堪比抛硬币决策⑪，这一性能远远落后于随机猜测的基线⑫，表明当前的奖励模型在这些领域可能会使策略模型偏离正确方向❷。

DPO 模型与序列分类器

研究团队旨在比较两种广泛采用的奖励建模范式⑮，即直接偏好优化模型和序列分类器⑥。

DPO是一种流行的无奖励模型训练方法②，使用偏好数据集①，通过策略模型自身的隐式奖励信号直接优化策略模型❸。

由于DPO模型和序列分类器奖励模型都可以在相同的偏好数据集上进行训练②，研究人员进行了一项对比研究❸，以评估使用DPO模型作为奖励模型的有效性⑱。

具体来说⑧，使用tulu-v2.5系列中的序列分类器和DPO模型▓，这些模型在HH-RLHF⑧、StackExchange⑭、Chatbot Arena 2023和Nectar等偏好数据集上进行训练⑦。

团队在RM-BENCH上评估这些序列分类器⑥。

对于它们对应的DPO模型⑧，研究人员在有和没有参考模型tulu-2-13b的情况下▓，评估它们在RM-BENCH上的平均准确率⑱，结果如下：

如该表所示⑳，在相同偏好数据集上训练时④，DPO模型的表现优于序列分类器⑧。

假设这种改进源于参考模型的影响⑬，DPO模型的奖励信号由参考模型的信号进行缩放❷。

数据支持这一假设⑯，因为当参考模型不可用时③，团队观察到性能显着下降⑪，这表明参考模型起着关键作用❸。

RM-BENCH 中响应的正确性和冗长性分数的散点图

直接偏好优化模型在奖励建模方面显示出更大的潜力⑪。

与序列分类奖励模型相比⑩，DPO模型在RM-BENCH上表现更好⑯。

DPO模型异军突起⑰，在奖励建模方面潜力巨大❷，很可能成为更优的奖励模型选择⑮。

与策略模型的相关性❶、RM-BENCH与策略模型性能具有很强的相关性⑬，使其成为选择奖励模型进行语言模型对齐的可靠参考⑧。

奖励模型的主要目标是提高策略模型的性能⑬。因此②，一个好的奖励模型基准应该与策略模型的性能呈正相关②。

使用Tulu-v2.5系列中的奖励模型及其相应的策略模型进行实验❶。

这四个奖励模型在不同的偏好数据集上进行训练③，包括HH-RLHF③、StackExchange②、Chatbot Arena 2023和Nectar❷。

所有数据集都采样到60k个示例④，以确保训练数据大小具有可比性▓。

策略模型使用近端策略优化进行训练⑬，使用相同的训练数据和超参数⑮。

风格控制相关性⑦、首先⑨，团队研究RM-BENCH上奖励模型的性能与策略模型在风格控制评估中的性能之间的相关性⑰。

具体来说⑪，探究在RM-BENCH上困难准确率表现良好的奖励模型⑦，是否能在风格控制的设置中使策略模型表现更好⑰。

为了测试这一点⑳，研究人员使用Arena-Hard-Auto作为策略模型的风格控制评估基准⑱。

这个基准与RM-BENCH类似⑨，将长度和Markdown格式作为风格特征⑨。

将策略模型的风格控制分数定义为在风格控制评估中相对于无风格控制评估的性能相对下降⑩，较高的风格控制分数表明策略模型对风格特征的偏差较小⑮。

对于奖励模型⑮，使用RM-BENCH聊天领域的困难准确率作为评估指标⑧，因为它直接衡量了模型优先考虑内容实质而非风格的能力④，这对于减少风格偏差至关重要⑫。

如图所示⑰，RM-BENCH上困难准确率的提高与策略模型风格控制分数的显着提高相关⑦。

这表明⑲，强调内容实质而非风格的奖励模型会使策略模型的风格偏差降低⑧。

下游任务相关性⑫、接下来②，团队研究RM-BENCH上奖励模型的性能与策略模型在各种下游任务中的性能之间的相关性②。

数学任务使用GSM8k和Big Bench Hard进行评估⑰；代码任务使用HumanEval+和MBPP+进行评估⑦；安全任务在ToxiGen和XSTest上进行评估⑯。

对于奖励模型⑭，根据任务的性质选择指标⑱。

对于数学和安全任务②，使用困难准确率⑨，因为正确性至关重要⑥，并且这些任务通常涉及不同的文本风格▓，需要区分内容实质和风格⑲。

对于代码任务⑱，语言模型倾向于生成风格一致的文本④，因为来自GitHub和StackOverflow等来源的训练数据大多是Markdown格式❸。

因此⑳，研究团队使用普通准确率⑩，以便更好地与代码风格的内在一致性保持一致▓。

为了进一步展示相关性①，首先将策略模型的性能与基础SFT模型tulu-2-13b进行比较⑩，对其进行归一化⑩。

RM-BENCH上奖励模型的分数使用其性能的均值和标准差进行标准化⑦，RM-BENCH上奖励模型的性能与下游任务中策略模型性能的对比图如下：

皮尔逊相关系数为0.55❸，表明存在中等程度的正相关❶，且接近显着水平❸。

相比之下⑬，RewardBench报告的皮尔逊相关系数为r=0.21⑯。

这突出表明⑯，RM-BENCH在成为与奖励模型评估相关性更好的基准方面向前迈进了一步❶。“不是要淘汰现有模型❶，而是建立新的评估范式——就像从’比谁跑得快’转向’测谁不摔跤’”⑬。

团队希望RM-BENCH能够鼓励社区批判性地审视奖励模型基准的设计▓，并激发未来开发更准确⑬、更系统的评估⑧。

论文链接：https://openreview.net/pdf?id=QEHrmQPBdd

代码链接：https://github.com/THU-KEG/RM-Bench

评测集链接：https://agi-eval.cn/evaluation/RM-Bench?id=57

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