Tree-of-Thought - 思考の木で探索する

複数の思考分岐を木構造で探索し、最適解を見つける「Tree-of-Thought」プロンプティングを紹介します。

若葉 みどり 先生(笑顔) 若葉 みどり 先生

Tree-of-Thought、略してToTは、Chain-of-Thoughtをさらに発展させた技法よ。

一本道の思考ではなく、複数の思考分岐を木のように展開して探索するの。

白銀 ゆき(普段) 白銀 ゆき

つまり『こっちの道もあるかも』と分岐しながら考えるわけですね。

若葉 みどり 先生(笑顔) 若葉 みどり 先生

そう。
各分岐を評価し、有望な道を深掘りし、行き詰まったら別の分岐に戻る。

チェスの先読みのように、複数の可能性を同時に検討するのよ。

胡桃 あんず(笑い) 胡桃 あんず

CoTが一本道なら、ToTは迷路みたいなもんか!

若葉 みどり 先生(普段) 若葉 みどり 先生

いい例えね、あんずさん。
プロンプトでは『3つの異なるアプローチを提案し、各アプローチを2ステップ先まで検討し、最も有望なものを選んでください』のように指示するの。

パズル・計画立案・戦略策定など、探索が必要な問題で威力を発揮するわ。

桜井 もも(びっくり) 桜井 もも

AIが自分で木を作って探検するんですねぇ…すごい…

白銀 ゆき(普段) 白銀 ゆき

CoT・Self-Consistency・ToT、この3つの関係を整理すると、

CoT=1本の思考、Self-Consistency=複数の独立思考から多数決、ToT=分岐する思考の木、という理解で合っていますか?

若葉 みどり 先生(笑顔) 若葉 みどり 先生

完璧な整理よ、ゆきさん。
推論の深さと幅をどう扱うかの違いね。

胡桃 あんず(あせる) 胡桃 あんず

でも実際にToTを使うのって難しくない?

若葉 みどり 先生(普段) 若葉 みどり 先生

そうね。
本格的なToTは実装が複雑で、2023年のPrinceton大の論文では専用のアルゴリズムを使っているの。

でも簡易版なら『3つの案を提示→各案を評価→最良を選ぶ』という3ステップで近いことができるわ。

桜井 もも(笑顔) 桜井 もも

お買い物で『候補を3つに絞って比較してから決める』みたいな感じですかぁ?

若葉 みどり 先生(普段) 若葉 みどり 先生

まさに。
ToTは人間の『選択肢比較』の思考を形式化したもの。

ただしコストは最も高いから、本当に重要な問題で使うのがコツよ。

胡桃 あんず(普段) 胡桃 あんず

えーっ、最強の技法なのに使いどころが難しいってことか…

若葉 みどり 先生(普段) 若葉 みどり 先生

そうね。
基本はCoTで十分。
ToTは『より複雑な探索が必要な時の切り札』と覚えておいて。

白銀 ゆき(笑顔) 白銀 ゆき

試験では『ToT=思考の木による探索的推論』という位置付けがよく出題されますね。

桜井 もも(普段) 桜井 もも

もも、ToTって、迷路ゲームのAIみたいな感じですかぁ?

若葉 みどり 先生(笑顔) 若葉 みどり 先生

素敵な例えね、ももさん!
迷路のどの道が正解か、枝分かれを全部試して最短ルートを探すAIと似ているわ。

実はチェスや将棋のAIも、こうした探索アルゴリズムの延長線上にあるの。

胡桃 あんず(笑い) 胡桃 あんず

えっ、AlphaGoの先祖みたいな考え方か!

若葉 みどり 先生(笑顔) 若葉 みどり 先生

そうそう、考え方は似ているの。
AIの思考と探索アルゴリズムは切り離せない関係よ。

白銀 ゆき(普段) 白銀 ゆき

ToTのような高度な技法は、実務では即座に使う機会は少ないかもしれませんが、概念を知っておくと応用が利きますね。

若葉 みどり 先生(笑顔) 若葉 みどり 先生

その通り。
試験でも『ToT=枝分かれで解を探す』という概念理解が問われる程度。
暗記一辺倒にならず、全体像を掴んで。

確認クイズ

Tree-of-Thought(ToT)がChain-of-Thought(CoT)と異なる点はどれか?

  1. 思考過程を省略する
  2. 複数の思考分岐を探索する
  3. 例を使わない
  4. 短い回答を生成する
こたえを見る

正解: 2. 複数の思考分岐を探索する

ToTはCoTの一本道の推論に対し、複数の思考分岐を木構造で探索する点が異なります。より広い可能性を検討できますが、コストは増えます。

桜井もも・白銀ゆきのイラスト。手作りチョコを作って

この記事の関連書籍

Amazonアソシエイトリンクを含みます。他分野は おすすめ書籍ページ へ。

この記事について

AIパスポートスタディが作成した教材です。運営について・記事の作り方

試験についてはこちらをご覧ください: GUGA 生成AIパスポート公式ページ

この記事を共有