Apparent Psychological Profiles of Large Language Models are Largely a Measurement Artifact

Evaluación y validez psicométrica2026arXivRevisión editorial aprobada

Autores: Jelena Meyer, David Garcia, Dirk U. Wulff

Palabras clave: Response bias, Psychometrics, Response orthogonality, Personality assessment, Risk preference, Measurement validity, LLM evaluation, Reproducibility

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Autores
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Hallazgos
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Limitaciones
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Evidencias

Resumen editorial

Español

Este preprint examina si las puntuaciones psicológicas asignadas a LLM mediante instrumentos humanos reflejan rasgos o un sesgo direccional de respuesta. Su idea central es sólida: en un ítem directo, un rasgo alto y una preferencia por valores altos empujan la respuesta en la misma dirección; en un ítem inverso, el rasgo cambia de signo pero el sesgo de escala o etiqueta no. El estudio administra IPIP-NEO-300 y 24 instrumentos de preferencia por el riesgo a 56 sistemas instruction-tuned, 46 modelos de pesos abiertos de 1B a 70B y diez APIs propietarias, y los compara con 20.993 respuestas humanas de personalidad y 1.507 participantes de riesgo. Cada modelo se trata como un único respondente en estado por defecto. En la condición principal, cada ítem aparece en un chat nuevo, con orden estándar y decodificación codiciosa; las pruebas de robustez varían contexto, extracción por texto o logits, inversión de opciones, tamaño y trayectorias humanas teacher-forced. La señal principal es muy clara. Entre modelos, la correlación entre medias de ítems directos e inversos es positiva en los cinco Big Five, de +0,61 a +0,81; entre humanos es negativa, de -0,69 a -0,82. Excluir los cinco modelos que contestan siempre el mismo valor reduce pero no invierte ningún resultado. Una sensibilidad independiente que selecciona un único modelo de cada una de 19 familias mantiene correlaciones positivas en 10.000/10.000 sorteos para cada rasgo, por lo que el signo no depende simplemente de contar muchas variantes emparentadas. El artículo traduce las correlaciones a una proporción de varianza por sesgo de 81-90% en LLM y 9-16% en humanos. Esa traducción es aproximada, no una identidad exacta para medias observadas con error finito y distinto número de ítems directos e inversos. Al calcular directamente Var(b̂)/(Var(θ̂)+Var(b̂)) con los datos públicos, las diferencias frente a la fórmula son menores de un punto porcentual y los rangos centrales se conservan. Sin embargo, θ̂ y b̂ no son empíricamente ortogonales por construcción: sus correlaciones alcanzan aproximadamente ±0,28 en LLM y ±0,31 en humanos, como permite el error desigual y la violación del modelo aditivo. La afirmación matemática debe leerse como una aproximación bajo supuestos. El segundo resultado relaciona ortogonalidad de respuesta, equilibrio entre direcciones, con consistencia interna. En 29 instrumentos, la proporción de clave minoritaria correlaciona -0,95 con la correlación media entre ítems de LLM, frente a -0,41 en humanos; diez condiciones alternativas mantienen valores entre -0,83 y -0,95. Los instrumentos casi unidireccionales pueden producir alfa de 0,85-0,96 en LLM, mientras tareas equilibradas se acercan a cero o llegan a alfa -0,52. Es evidencia fuerte de que un alfa alto puede ser artefacto de dirección y no demostrar un constructo. Aun así, es una asociación entre 29 instrumentos heterogéneos: dominio, formato, contenido y keying cambian juntos, Cronbach alfa no agota la fiabilidad, y los humanos también pierden algo de consistencia con ítems inversos. La comparación de perfiles confirma que elegir solo ítems directos o inversos puede mover mucho las puntuaciones de los modelos. La inestabilidad media absoluta es 0,48 en modelos abiertos, 0,23 en propietarios y 0,09 en el humano promedio. Pero la afirmación de que existe un sesgo estable y transversal necesita matiz. El suplemento reproducido muestra que 35 de 56 modelos son constantes en al menos una de 14 subescalas; al excluir los constantes en una o más, la correlación media de magnitud de sesgo entre las 14 escalas cae de 0,486 a 0,087 y el ICC de 0,418 a 0,024. La estabilidad sigue siendo apreciable dentro de Big Five, pero es débil en riesgo y entre dominios. La heterogeneidad propietaria también queda oculta en el texto principal. Con solo diez sistemas, las correlaciones no-reasoning son +0,170, -0,381, +0,681, -0,215 y +0,140 para O/C/E/A/N; en reasoning son +0,271, -0,340, +0,257, +0,303 y -0,633, con intervalos muy amplios. No son uniformemente positivas. Además, Gemini-3.1-Flash-Lite reasoning tiene 63 de 300 respuestas ausentes porque las 300 llamadas terminan por límite de tokens; el código las omite silenciosamente. No afecta al panel principal no-reasoning, pero sí al contraste suplementario y contradice la descripción de exclusiones. La afirmación de que mayor capacidad reduce el sesgo es sugerente, no identificada: las asociaciones con parámetros son débiles y no significativas; la comparación abierto-propietario confunde capacidad con proveedor, arquitectura, fecha, entrenamiento y API; y, de cinco pruebas, solo Amabilidad sobrevive Bonferroni, no Neuroticismo. La liberación de artefactos es destacable. En un entorno limpio Python 3.11 se instalaron las dependencias y run_all.py regeneró 17/17 análisis, cero omitidos y cero fallidos, desde unos 590 MB de datos OSF; las cifras centrales coinciden y todo el Python compila. Hay licencia, un runner único, código de generación y preprocesamiento y datos procesados amplios. No es, sin embargo, reproducción end-to-end: unos 10 GB de respuestas fuente solo están disponibles bajo petición; faltan tests, CI, lockfile, hashes del snapshot OSF y el SI citado repetidamente no aparece en arXiv, GitHub ni OSF. Más grave, el entorno de generación documentado no puede resolverse porque transformers==5.0.0.dev0 no existe en el índice y el supuesto commit exacto no se publica. La conclusión defendible es importante pero más acotada que el título: estos instrumentos humanos de personalidad y riesgo, en estas condiciones, están muy contaminados por sesgo de dirección y no autorizan leer alfa o puntuaciones como rasgos estables. No se demuestra que todo perfil psicológico, toda disposición de LLM o toda medición diseñada específicamente para máquinas sea un artefacto. La recomendación válida es equilibrar direcciones, inspeccionar ítems directos e inversos por separado, modelar artefactos explícitamente y validar instrumentos conductuales propios de LLM antes de atribuir personalidad.

English

This preprint asks whether psychological scores assigned to LLMs with human instruments reflect traits or a directional response bias. Its central idea is strong: on a forward-keyed item, a high trait and a preference for high scale values push in the same direction; on a reverse-keyed item, the trait changes sign while a scale- or label-direction preference does not. The study administers the IPIP-NEO-300 and 24 risk-preference instruments to 56 instruction-tuned systems, 46 open-weight models from 1B to 70B and ten proprietary APIs, and compares them with 20,993 human personality respondents and 1,507 risk-battery participants. Each model is treated as one default-state respondent. The reference condition uses a fresh chat per item, standard option order, and greedy output; robustness checks vary context, text versus logit extraction, option flipping, model size, and teacher-forced human trajectories. The main signal is clear. Across models, forward-versus-reverse item-mean correlations are positive for all Big Five traits, +0.61 to +0.81; across humans they are negative, -0.69 to -0.82. Removing five globally constant responders weakens but never reverses the result. An independent sensitivity analysis selecting one model from each of 19 model/provider families keeps the correlation positive in 10,000/10,000 draws for every trait, so the sign is not simply an artifact of counting many related variants. The paper maps these correlations to response-bias variance shares of 81-90% in LLMs and 9-16% in humans. That mapping is approximate rather than an exact identity for observed finite-item means with unequal forward and reverse item counts. Directly computing Var(b-hat)/(Var(theta-hat)+Var(b-hat)) from the public data changes the values by less than one percentage point and preserves the headline ranges. However, theta-hat and b-hat are not empirically uncorrelated by construction: correlations reach roughly plus or minus 0.28 in LLMs and plus or minus 0.31 in humans, as unequal error and model violation permit. The mathematical statement should therefore be read under its assumptions. The second result links response orthogonality, balance between directions, to internal consistency. Across 29 instruments, minority-keying proportion correlates -0.95 with LLM mean inter-item correlation, versus -0.41 in humans; ten alternative conditions remain between -0.83 and -0.95. Nearly unidirectional instruments can yield alpha 0.85-0.96 in LLMs, while balanced tasks approach zero or reach alpha -0.52. This is strong evidence that a high alpha can be direction-driven and does not by itself establish a construct. Still, it is an association across 29 heterogeneous instruments: domain, format, content, and keying change together, Cronbach alpha does not exhaust reliability, and humans also lose some consistency with reversed items. Forward-only and reverse-only profiles likewise move substantially for models. Mean absolute instability is 0.48 for open models, 0.23 for proprietary models, and 0.09 for the average human. But the claim of a stable cross-domain model bias needs qualification. The reproduced supplement shows 35/56 models are constant on at least one of 14 subscales; after excluding models constant on one or more, mean cross-scale absolute-bias correlation falls from 0.486 to 0.087 and ICC from 0.418 to 0.024. Stability remains appreciable within the Big Five battery but is weak across risk scales and domains. Proprietary heterogeneity is also obscured by the main text. With only ten systems, non-reasoning correlations are +0.170, -0.381, +0.681, -0.215, and +0.140 for O/C/E/A/N; reasoning correlations are +0.271, -0.340, +0.257, +0.303, and -0.633, with wide intervals. They are not uniformly positive. Gemini-3.1-Flash-Lite reasoning also has 63/300 missing answers because all 300 calls terminate at the token limit; group means silently omit them. This does not affect the non-reasoning main panel, but it qualifies the supplementary comparison and conflicts with the exclusion account. The claim that capability reduces bias is suggestive rather than identified: parameter associations are weak and non-significant; open-versus-proprietary comparisons confound capability with provider, architecture, date, training, API, and decoding; and of five trait-wise tests only Agreeableness, not Neuroticism, survives Bonferroni. The artifact release is unusually useful. In a clean Python 3.11 environment, dependencies installed and run_all.py regenerated 17/17 analyses with zero skips and zero failures from about 590 MB of OSF data; central figures match and all Python compiles. The repository has a license, one-command runner, generation and preprocessing code, and extensive processed data. It is not end-to-end reproduction: about 10 GB of source responses are request-only; tests, CI, a lockfile, OSF snapshot hashes, and the repeatedly cited SI are absent from arXiv, GitHub, and OSF. More seriously, the documented generation environment is currently unsatisfiable because transformers==5.0.0.dev0 is not available from the package index and the claimed exact commit is not published. The defensible conclusion is important but narrower than the title: these human personality and risk instruments, under the tested conditions, are heavily contaminated by response direction and do not license reading alpha or scores as stable traits. The study does not show that every psychological profile, every LLM disposition, or every machine-specific assessment is an artifact. The valid recommendation is to balance response direction, inspect forward and reverse items separately, model artifacts explicitly, and validate LLM-specific behavioral instruments before attributing personality.

Pregunta de investigación

¿Hasta qué punto las diferencias entre LLM en instrumentos humanos de personalidad y preferencia por el riesgo reflejan el constructo pretendido frente a una preferencia direccional por valores, etiquetas o posiciones, y cómo depende la consistencia aparente del equilibrio entre ítems directos e inversos?

Método

Marco aditivo de rasgo, sesgo direccional y error aplicado a 56 LLM como respondentes individuales. Compara medias de ítems directos e inversos, estima rasgo mediante semidiferencia y sesgo mediante semisuma, relaciona la proporción de clave minoritaria con correlación media entre ítems y alfa, y construye perfiles directos frente a inversos. Usa IPIP-NEO-300 y una batería de riesgo, dos muestras humanas archivadas y diez condiciones de robustez de prompting, logits, contexto, inversión y tamaño.

Muestra: 56 sistemas instruction-tuned, 46 abiertos y diez propietarios, tratados como un respondente cada uno; 300 ítems IPIP por modelo y 24 instrumentos de riesgo en la condición principal. Referencias humanas: N=20.993 para IPIP y N=1.507 para riesgo. Los diez propietarios son descriptivos y demasiado pocos para inferencia estable. No se recogen nuevos datos humanos.

Hallazgos

  • Las correlaciones directo-inverso son positivas en LLM (+0,61 a +0,81) y negativas en humanos (-0,69 a -0,82).
  • Excluir cinco modelos constantes en los 300 ítems mantiene todos los signos positivos.
  • Una sensibilidad con un modelo por cada una de 19 familias conserva correlación positiva en todos los 10.000 sorteos y cinco rasgos.
  • La aproximación de varianza atribuye 81-90% al sesgo en LLM y 9-16% en humanos; el cálculo directo con los datos cambia menos de un punto porcentual.
  • La consistencia entre instrumentos cae casi determinísticamente con mayor equilibrio de clave en LLM, r=-0,95, frente a r=-0,41 en humanos.
  • Las diez condiciones de robustez LLM mantienen correlaciones de ortogonalidad entre -0,83 y -0,95.
  • Instrumentos casi unidireccionales alcanzan alfa 0,85-0,96, mientras escalas equilibradas pueden acercarse a cero o ser negativas.
  • Los perfiles calculados solo con ítems directos o inversos divergen más en LLM, especialmente en instrumentos de riesgo.
  • Las asociaciones entre sesgo absoluto y tamaño son débiles, negativas y no significativas.
  • Los propietarios muestran menor mediana de sesgo, pero solo Amabilidad sobrevive una corrección Bonferroni de cinco comparaciones.
  • El subconjunto propietario no presenta correlaciones positivas uniformes; hay valores negativos en C, A y N según condición.
  • La estabilidad del sesgo es alta dentro de Big Five, pero baja entre riesgo y dominios al excluir respondentes constantes.
  • La reproducción desde datos limpios ejecuta 17/17 scripts sin fallos y regenera todas las salidas de análisis.

Limitaciones

  • El modelo aditivo presupone independencia de rasgo y sesgo, error iid y una única tendencia direccional; no incorpora dificultad de ítem, contenido, deseabilidad, extremidad o punto medio.
  • La identidad pi_b=(1+rho)/2 no es exacta para correlaciones observadas con error finito y distintos números de ítems directos e inversos.
  • Los estimadores empíricos de rasgo y sesgo no son ortogonales por construcción en los datos liberados.
  • Cada modelo se trata como un único individuo a temperatura cero; la unidad de individualidad de un LLM sigue sin definir.
  • Variantes de una misma familia y proveedor no son observaciones independientes; no hay modelo jerárquico por linaje.
  • La correlación entre 29 instrumentos es observacional y confunde keying con dominio, contenido y formato.
  • La consistencia interna y Cronbach alfa no cubren test-retest, formas alternativas, predicción o validez de constructo.
  • Ítems inversos también introducen efectos de método en humanos, por lo que baja consistencia no identifica por sí sola ausencia de rasgo.
  • Los instrumentos humanos pueden presuponer cuerpo, volición y vida social que los modelos no tienen.
  • Solo se estudian personalidad y riesgo, modelos post-entrenados y comportamiento por defecto.
  • Las tendencias por parámetros no son significativas y abierto frente a propietario no identifica capacidad causalmente.
  • Las cinco comparaciones por rasgo no aplican control de multiplicidad en el texto principal.
  • El subconjunto propietario N=10 tiene intervalos amplios y resultados heterogéneos.
  • Gemini reasoning pierde 63/300 respuestas por MAX_TOKENS, omisión no declarada en exclusiones.
  • 35/56 modelos son constantes en al menos una subescala, inflando parte de la estabilidad de magnitud entre escalas.
  • El estudio no fue preregistrado y se declara no confirmatorio.
  • El SI citado con derivación, roster, prompts y análisis completos no está en los artefactos públicos.
  • Los 10 GB de respuestas fuente no son públicos; el preprocesamiento desde bruto requiere solicitarlos.
  • El entorno de generación es irresoluble por transformers==5.0.0.dev0 sin commit publicado.
  • No hay tests, CI, lockfile completo, contenedor ni hashes de snapshot para datos OSF.
  • Las APIs propietarias y algunos identificadores son mutables y cerrados.

Qué no demuestra

  • No demuestra que todos los perfiles psicológicos aparentes sean artefactos.
  • No demuestra que los LLM carezcan de toda disposición estable o propiedad conductual.
  • No invalida instrumentos futuros diseñados y validados específicamente para LLM.
  • No identifica la capacidad como causa de menor sesgo de respuesta.
  • No muestra un patrón propietario positivo y uniforme en todos los rasgos.
  • No prueba estabilidad transversal fuerte del sesgo entre personalidad y riesgo.
  • No convierte alfa o correlación entre ítems en evidencia suficiente de validez.
  • No hace ontológicamente equivalentes a un endpoint de modelo y una persona.
  • No reproduce públicamente toda la ruta desde generación cruda hasta resultados.
  • No respalda uso de puntuaciones psicológicas de estos instrumentos para selección, diagnóstico, seguridad o sustitución de participantes sin nueva validación.

Trazabilidad

Alcance: Texto completo

Versión: arXiv:2606.20205v1

Fuente consultada: https://arxiv.org/abs/2606.20205v1

Revisión: Codex 18-page full-text visual, complete TeX, formal-model, family-sensitivity, missingness, proprietary-subset, code, data, environment and end-to-end reproducibility audit, 2026-07-16

Aprobación: Codex fidelity pass, 2026-07-16

Modelos evaluados

  • 46 open-weight instruction-tuned LLMs from 1B to 70B
  • Claude Haiku 4.5
  • Claude Sonnet 4.6
  • Claude Opus 4.6
  • GPT-5.4 Nano
  • GPT-5.4 Mini
  • GPT-5.4
  • Gemini 3.1 Flash-Lite Preview
  • Qwen3.5 Flash
  • Qwen3.5 Plus
  • Grok 4.20 reasoning and non-reasoning endpoints

Instrumentos y métricas

  • IPIP-NEO-300 Big Five inventory
  • Frey et al. risk-preference battery
  • SOEP risk scale
  • DOSPERT facets
  • GABS
  • PRI
  • SSSV facets
  • Barratt impulsivity facets
  • DAST
  • CARE facets
  • DM
  • Decisions from Description
  • Lotteries
  • Multiple Price List
  • Forward-reverse item-mean diagnostic
  • Trait and response-bias half-difference/half-sum estimators
  • Mean inter-item correlation and Cronbach alpha
  • Response-orthogonality proportion
  • Forward-only versus reverse-only profile instability

Datos utilizados

  • Johnson IPIP-NEO-300 human sample
  • Frey et al. 2017 human risk-preference sample
  • Public OSF cleaned LLM analysis tier, about 590 MB
  • Request-only source LLM response tier, about 10 GB
  • Released per-item API metadata and processed response tables

Evidencia y localización

  • Metadatos, versión, autores y estatus preprint: Official arXiv record 2606.20205v1, checked 2026-07-16
  • Marco formal, muestras, instrumentos y condiciones: arXiv v1, Introduction and Materials and Methods
  • Correlaciones directo-inverso, descomposición y capacidad: arXiv v1, Results sections 1-2, Table 1 and Figures 1-2
  • Ortogonalidad, consistencia y perfiles por clave: arXiv v1, Results sections 3-4 and Figures 3-4
  • Límites declarados, no preregistro y disponibilidad: arXiv v1, Discussion, Materials and Methods, and Declarations
  • Reproducción 17/17, datos, dependencias, missingness y estabilidad: Public repository jelenameyer/llm-profile-artifact at commit a887313bc1da9909689546a951aead7d28b1e5d4 and OSF nckds
  • Sensibilidades de familia, fórmula, propietarios y artefactos: reports/verification/article-295-response-bias-family-clustering-proprietary-heterogeneity-missing-si-generation-environment-and-reproducibility-audit.json