論文の概要: Tree-of-Evidence: Efficient "System 2" Search for Faithful Multimodal Grounding

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.07692v1
• Date: Thu, 09 Apr 2026 01:28:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-10 18:34:05.624919
• Title: Tree-of-Evidence: Efficient "System 2" Search for Faithful Multimodal Grounding
• Title（参考訳）: ツリー・オブ・エビデンス: 忠実なマルチモーダルグラウンドの効率的な「システム2」探索
• Authors: Micky C. Nnamdi, Benoit L. Marteau, Yishan Zhong, J. Ben Tamo, May D. Wang,
• Abstract要約: Inference-time search algorithm that frames interpretability as a individual optimization problem。 ToEは、粗いグループまたはデータの単位をスコアする軽量なEvidence Bottleneckを採用し、モデルの予測を再現するために必要なコンパクトなエビデンスを特定するためにビームサーチを実行する。 スパースエビデンス予算の下では、ToEは他のアプローチよりも高い決定合意と低い確率忠実度誤差を達成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6365003324232734
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Large Multimodal Models (LMMs) achieve state-of-the-art performance in high-stakes domains like healthcare, yet their reasoning remains opaque. Current interpretability methods, such as attention mechanisms or post-hoc saliency, often fail to faithfully represent the model's decision-making process, particularly when integrating heterogeneous modalities like time-series and text. We introduce Tree-of-Evidence (ToE), an inference-time search algorithm that frames interpretability as a discrete optimization problem. Rather than relying on soft attention weights, ToE employs lightweight Evidence Bottlenecks that score coarse groups or units of data (e.g., vital-sign windows, report sentences) and performs a beam search to identify the compact evidence set required to reproduce the model's prediction. We evaluate ToE across six tasks spanning three datasets and two domains: four clinical prediction tasks on MIMIC-IV, cross-center validation on eICU, and non-clinical fault detection on LEMMA-RCA. ToE produces auditable evidence traces while maintaining predictive performance, retaining over 0.98 of full-model AUROC with as few as five evidence units across all settings. Under sparse evidence budgets, ToE achieves higher decision agreement and lower probability fidelity error than other approaches. Qualitative analyses show that ToE adapts its search strategy: it often resolves straightforward cases using only vitals, while selectively incorporating text when physiological signals are ambiguous. ToE therefore provides a practical mechanism for auditing multimodal models by revealing which discrete evidence units support each prediction.
• Abstract（参考訳）: 大規模マルチモーダルモデル(LMM)は、医療のような高度な領域で最先端のパフォーマンスを達成するが、その推論は不透明である。 注意機構やポストホック・サリエンシといった現在の解釈可能性の手法は、特に時系列やテキストのような異質なモダリティを統合する際に、モデルの決定過程を忠実に表現できないことが多い。 Inference-time search algorithm that frames interpretability as a individual optimization problem。 ソフトアテンションウェイトに頼るのではなく、ToEは、粗いグループまたはデータの単位(例えば、バイタルサインウィンドウ、レポート文)をスコアする軽量のEvidence Bottleneckを使用して、モデルの予測を再現するために必要なコンパクトなエビデンスを識別するビームサーチを実行する。 3つのデータセットと2つの領域にまたがる6つのタスク(MIMIC-IVの4つの臨床予測タスク、eICUのクロスセンター検証タスク、LEMMA-RCAの非臨床故障検出タスク)についてToEを評価した。 ToEは、予測性能を維持しながら、監査可能なエビデンストレースを生成し、フルモデルのAUROCの0.98以上を保持し、すべての設定で5つのエビデンスユニットしか保持していない。 スパースエビデンス予算の下では、ToEは他のアプローチよりも高い決定合意と低い確率忠実度誤差を達成する。 定性的分析は、ToEが検索戦略に適応していることを示し、生理的信号があいまいな場合にテキストを選択的に組み込んだまま、バイタルのみを用いて簡単なケースを解決している。 したがって、ToEは、各予測をサポートする離散的なエビデンスユニットを明らかにすることで、マルチモーダルモデルを監査するための実践的なメカニズムを提供する。

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