The Promise and Challenges of Using LLMs to Accelerate the Screening Process of Systematic Reviews
Notice bibliographique
Résumé
Systematic review (SR) is a popular research method in software engineering (SE). However, conducting an SR takes an average of 67 weeks. Thus, automating any step of the SR process could reduce the effort associated with SRs. Our objective is to investigate if Large Language Models (LLMs) can accelerate title-abstract screening by simplifying abstracts for human screeners, and automating title-abstract screening. We performed an experiment where humans screened titles and abstracts for 20 papers with both original and simplified abstracts from a prior SR. The experiment with human screeners was reproduced with GPT-3.5 and GPT-4 LLMs to perform the same screening tasks. We also studied if different prompting techniques (Zero-shot (ZS), One-shot (OS), Few-shot (FS), and Few-shot with Chain-of-Thought (FS-CoT)) improve the screening performance of LLMs. Lastly, we studied if redesigning the prompt used in the LLM reproduction of screening leads to improved performance. Text simplification did not increase the screeners' screening performance, but reduced the time used in screening. Screeners' scientific literacy skills and researcher status predict screening performance. Some LLM and prompt combinations perform as well as human screeners in the screening tasks. Our results indicate that the GPT-4 LLM is better than its predecessor, GPT-3.5. Additionally, Few-shot and One-shot prompting outperforms Zero-shot prompting. Using LLMs for text simplification in the screening process does not significantly improve human performance. Using LLMs to automate title-abstract screening seems promising, but current LLMs are not significantly more accurate than human screeners. To recommend the use of LLMs in the screening process of SRs, more research is needed. We recommend future SR studies publish replication packages with screening data to enable more conclusive experimenting with LLM screening.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,287 | 0,666 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,003 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,004 | 0,005 |
| Bibliométrie | 0,011 | 0,009 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,002 |
| Communication savante | 0,009 | 0,015 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,007 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,004 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,008 | 0,004 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; l’étiquette directe de Gemma et le classifieur distillé Codex s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».