TeXpert: LaTeXコード生成評価の多層ベンチマーク(TeXpert: A Multi-Level Benchmark for Evaluating LATEX Code Generation by LLMs)

田中専務

拓海さん、最近部下から「論文や報告書をAIに任せれば時間が作れる」と言われているのですが、実際にちゃんとした学術文書が作れるものなんですか?

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!大丈夫、これから噛み砕いて説明しますよ。最近はLarge Language Models (LLMs)(大規模言語モデル)がLaTeXのような学術向けの組版コードを生成する話題が増えていますが、得意不得意がはっきり分かれるんです。

田中専務

なるほど。社内で使うなら、例えば数式や表、参考文献まできちんと整形してくれるものが欲しいんですが、実務で使える水準なんでしょうか?

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!結論を先に言うと、モデルによって差が大きく、単純な文書や短いセクションの自動化なら有望ですが、複雑な表組やパッケージ依存の図、細かなスタイル調整ではまだ人手の検査が必要です。まずは小さな工程から自動化する運用が現実的ですよ。

田中専務

具体的にはどのあたりが得意でどのあたりが苦手になるんですか?費用対効果を考えたいので、投資に見合うリターンがあるか知りたいです。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!端的に3点にまとめます。1つ目、短めの数式や標準的な図は比較的安定して生成できる。2つ目、複雑な表やパッケージ依存のコードはエラーや書式崩れが出やすい。3つ目、オープンソースモデルが商用モデルに匹敵するケースもあり、コスト設計次第で投資効果は大きく変わります。

田中専務

これって要するに、簡単な作業はAIに任せて、人が検査して仕上げる運用にすればコスト削減になるということですか?

AIメンター拓海

まさにその通りです。大事なのは工程分解で、定型的な出力は自動化し、クリティカルな部分だけ人がチェックするワークフローを設計すれば、総コストを下げつつ品質を保てますよ。まずはパイロットで小さな文書から試すのが近道です。

田中専務

評価はどうやって行うのですか?うちの現場で誰でも採点できる指標が欲しいです。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!実証では、成功率とエラー分類という二軸を使います。出力が正しくコンパイルできるか、見た目が期待通りか、そしてよく出るエラー(パッケージの不足、コマンドの誤用、フォーマット崩れ)を種類別に数えるだけで、現場でも再現可能な評価ができます。

田中専務

それは分かりやすいですね。最後に、社内で始めるときの優先順位を教えてください。どこから着手するのが効率的ですか?

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!優先順位は三段階で考えると良いです。第一に定型出力の自動化、第二に検査・修正のワークフロー導入、第三に複雑タスクのモデル改善とデータ整備です。これを段階的に進めれば投資対効果が見えやすくなりますよ。

田中専務

分かりました。じゃあまずは定型の表と図の生成を試して、問題が少なければ範囲を広げるという運用で始めてみます。要するに、小さく始めて検査を入れながら拡大する、ということですね。

1. 概要と位置づけ

結論を先に述べる。LaTeX(LaTeX)を用いた学術文書の自動生成に関して、本研究はモデル性能を評価する体系化された基準を提示した点で実務への示唆が大きい。具体的には、自然言語からLaTeXコードを生成する一連のタスクを難易度別に整理したベンチマークを作成し、モデルの得手不得手を明確化した点が最大の貢献である。

背景として、LaTeXは数式やレイアウト制御に優れた文書作成システムであり、研究成果の表現に広く使われている。Large Language Models (LLMs)(大規模言語モデル)は自然言語で指示するだけで出力を生成する能力を持つが、従来の評価ベンチマークはLaTeX固有の厳密性や組版上の要件を十分に評価していなかった。

本稿の位置づけは、汎用的な言語理解能力と実務的な組版品質のギャップを埋めるための実務志向の評価基準を提供する点にある。経営判断の観点では、どの工程を自動化できるかを見定めるための定量的指標が得られる点で有益である。

この章は、技術的関心を持たない経営層でも応用可能な判断材料を提供することを主眼に書かれている。短期的な導入効果と長期的な運用改善の双方に関する方向性が読み取れる構成になっている。

次章以降で先行研究との差や評価方法、実証結果を踏まえて実務への適用性を検討する。運用に落とし込むための示唆を中心に解説する。

2. 先行研究との差別化ポイント

従来のLLMs評価は自然言語理解や生成の一般的な正確さを測ることが多く、LaTeXのような組版コードの正確性やコンパイル可能性を定量的に評価することは少なかった。本研究は「LaTeX生成」に特化して、表や図、参考文献の形式など、学術文書固有の要素ごとに難易度を分けた点で差別化されている。

もう一つの違いはエラー分類の明確化である。単に正誤を判断するだけでなく、フォーマットエラー、パッケージ依存エラー、コマンド誤用といった類型ごとに頻度を測り、実務でどの検査工程を重点化すべきか示している点が実務的だ。

さらに、オープンソースモデルと商用モデルの比較を含めた点も特色である。これによりコストと性能のトレードオフを評価可能にし、企業が導入戦略を決める際の判断材料を提供している。

経営層にとって重要なのはここで提示された「どの作業を自動化して、どの作業を人がチェックするか」という工程分解の視点であり、先行研究は理論性能に偏りがちであるのに対し、本研究は運用への落とし込みを意識している。

結果として、企業が段階的に自動化を進める際の優先順位付けやコスト見積もりを行う基礎資料として有用である。

3. 中核となる技術的要素

本研究の技術的中核は、自然言語プロンプトから正しいLaTeXコードを生成するタスク設計と、その出力を判定する自動評価パイプラインである。LaTeX自体はパッケージやコマンドの組み合わせで機能が決まるため、生成物が期待通りにコンパイルされるかを評価することが重要だ。

評価対象タスクは難易度ごとに分類され、単純な数式や短文の図挿入から、複雑な表組、文献リストや実験図のレイアウトに至るまで幅広い。判定には自動コンパイル結果と、出力テキストの構文的正しさ、さらには出力の視覚的整合性を評価する工程が含まれる。

また、評価の公平性を担保するために全モデルで決定性を確保し、応答からLaTeXコードを抽出するためのルールベース処理を導入している点も技術上の工夫である。これによりモデル間比較が実践的に可能になっている。

この技術構成は、実務での導入を想定した際に最小限必要な検査工程の設計図を与える。特にパッケージ依存やフォーマット崩れの検出は運用上の重点検査ポイントである。

経営判断としては、初期導入時にどの評価指標をKPIに据えるかをここから逆算して決めると良い。

4. 有効性の検証方法と成果

検証では複数のオープンソースおよびクローズドソースのモデルを比較した。評価はタスク成功率とエラータイプ別頻度を主要指標として用い、難易度が上がるにつれて成功率が低下する傾向が確認された点が主要な成果である。

興味深い点として、標準的なベンチマークで高性能を示すモデルが必ずしもLaTeX生成に強いとは限らないことが示された。特にフォーマットやパッケージ関連のエラーが頻出し、学習データに多様なLaTeX事例が不足している可能性が指摘されている。

一方で、近年のオープンソースモデルのいくつかはクローズドソースモデルと遜色ない性能を示し、コスト面での優位性が示唆された。これにより、運用コストを抑えつつ実務導入を試みる選択肢が生まれた。

実務的には、まずは低難易度タスクで自動化を行い、エラー頻度を見ながら検査工程を追加するという段階的導入が最も効率的であるという結論に至っている。

検証手法と成果は、運用設計や投資判断の根拠資料として直接使えるレベルの実用性を持つ。

5. 研究を巡る議論と課題

議論の中心は、学習データの偏りとエラー検出の自動化能力にある。多くのエラーが特定のパッケージやコマンド使用時に集中していることから、訓練データに多様なLaTeX事例を含めることが改善の鍵であるという主張が出されている。

また、自動判定にGPT系モデルを用いる手法が採られているが、評価者としてのモデルに偏りが入る危険性も指摘される。外部の人手検査と組み合わせた二段階評価が妥当だという意見もある。

運用面では、コンパイル環境やパッケージのバージョン差が再現性に影響するため、企業内で標準化された環境を用意する必要がある。これが整わないとエラー解析や改善が難航する。

さらに、法務や倫理の観点からは、自動生成された図表や引用が適切に原典を示しているかの検証が必要であり、完全な自動化は当面困難である点が課題となる。

したがって、技術進化は速いが実務導入ではワークフロー設計とガバナンスが成功の鍵を握る。

6. 今後の調査・学習の方向性

今後の焦点は二点ある。第一にデータ拡充によりパッケージや複雑フォーマットを含む多様なLaTeX事例を学習させること、第二に出力検査の自動化精度を向上させることだ。これらにより複雑タスクの自動化可能性が高まる。

また、オープンソースモデルのさらなる最適化と、運用コストを含めた総合的な比較研究が期待される。企業はここから自社用の最適モデルと検査フローを設計すべきである。

実践的には、最初に低リスクの文書でパイロットを回し、エラー傾向を把握してから範囲を広げる手法が推奨される。段階的な改善サイクルを回すことで投資対効果は確実に改善する。

検索に使える英語キーワードとして、TeXpert, LaTeX code generation, LLM LaTeX benchmark, LaTeX generation errors, LaTeX formatting errors などを利用すると研究やツールを探しやすい。

最後に、社内での運用に落とし込む際には、品質管理と担当者教育を並行して進めることが重要である。

会議で使えるフレーズ集

「まずは定型の表や図の自動化から始め、検査工程を置いてから範囲を広げましょう。」

「LaTeX生成は得意不得意が分かれるので、工程分解して重点検査ポイントを決めます。」

「オープンソースと商用モデルの性能差を踏まえ、コスト含めたトレードオフで判断しましょう。」

「初期はパイロットを3ヶ月回してエラー傾向を把握することを提案します。」

S. Kale, V. Nadadur, “TeXpert: A Multi-Level Benchmark for Evaluating LATEX Code Generation by LLMs,” arXiv preprint arXiv:2506.16990v1, 2025.

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