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洞察 / 基础模型与学习范式

AI 如何继续进步:五个值得关注的研究问题

从自主学习、计算效率、实时协作、物理世界理解和可验证推理五个问题出发,梳理清华 AI 学者研究交流中的前沿方向。

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从这次活动的分享来看,研究圈目前关注的方向,主要是回答以下五个问题:

  1. AI 能否自主学习,并在使用中持续变强? 减少对人工标注与专家反馈的依赖,让使用过程中产生的经验成为下一次能力提升的基础。
  2. 相同的算力,能否产生更多可用的智能? 通过低精度计算、新的生成方式与更合理的计算分配,改变模型能力与成本之间的关系。
  3. AI 能否持续理解人的意图,并参与真实协作? 在不断变化的声音、画面和对话中,理解用户需要什么,并判断何时应该回应和行动。
  4. AI 如何通过行动理解物理世界? 主动获取视觉之外的信息,把真实交互转化为可以用于训练和决策的物理经验。
  5. 如何让推理可验证,让知识可积累? 准确保留问题的含义、检查结果,并将已有知识组织成能够持续复用的体系。

一、自主学习与经验积累

孙若愚|用模型自己的回答继续训练

背景与研究路线: 香港中文大学(深圳)数据科学学院副教授,曾任 UIUC 助理教授、FAIR 全职访问科学家。长期研究深度学习优化与基础模型训练,本次关注模型能否减少对外部反馈的依赖,通过自己的回答继续学习。

分享要点

  • 提升模型的推理能力,通常需要正确答案、外部评分或专家反馈。但这些反馈并不总是容易获得,专业任务尤其如此。SePT 研究的是:减少这些外部反馈后,模型能否通过学习自己的回答继续进步?

  • 做法是让模型先生成一批解题过程,再用这些过程训练自己。生成时适当减少随机性,让回答更集中;训练完成后,由更新后的模型生成下一轮材料。

  • 这项方法没有先按答案是否正确筛选训练材料,但在多种基础模型、六项数学评测中仍观察到了提升。部分提升超过了仅调整生成随机性所能达到的效果。

  • 目前的改善在数学任务中更明显。常识任务上的收益较小,多轮训练后也可能出现能力下降,因此还不能据此判断模型能够长期、稳定地自我提升。

    01_SePT_training_loop

我们的判断

  • 我们更关注它能否减少专业任务对专家逐题提供答案的依赖。如果能够迁移,专家的工作就可能更多转向选择关键问题、制定验收标准。
  • 要判断它能否用于持续学习,需要继续看多轮训练是否退化,以及数学之外的任务能否同样受益。专家反馈越昂贵的领域,越值得优先验证这种方法。

周煊赫|让 AI 自动诊断问题并迭代

背景与研究路线: 上海交通大学计算机学院助理教授,清华大学博士。研究智能数据系统与自我改进 Agent,尝试把问题诊断、数据补充和效果验证等研发工作组织成自动迭代流程。

分享要点

  • 模型或 Agent 表现不好之后,研究人员通常需要分析失败案例、查找原因、补充数据或调整配置,再重新测试。这些工作反复发生,也需要大量人工判断。
  • 这条路线尝试把上述过程自动化。系统先检查失败来自哪里:是资料缺失、工具反馈不清楚,还是模型确实缺少某种能力,再采取相应的改进措施。
  • 自动化范围包括收集难题、获取缺失知识、补充训练数据,也包括寻找更省资源的运行配置、检查是否影响模型表现,以及生成新的评测任务。
  • 难点在于诊断是否准确,以及评测能否及时发现问题。只有正确定位原因,后续的补数据、调配置或训练才有针对性。

我们的判断

  • 更直接的机会在模型与 Agent 的研发和维护环节。失败案例分析、数据准备和效果复测都需要反复投入人力,能减少多少人工工作、缩短多少迭代时间,是这类产品较容易验证的价值。
  • 企业 Agent 是一个潜在应用场景。对于任务重复、执行过程可追踪、结果可检查的业务,系统有机会持续收集失败案例并验证修复效果。如果能够降低部署后的维护成本,客户会有更明确的付费理由。

王立元|让 AI 学会新经验,同时保留旧能力

背景与研究路线: 清华大学心理与认知科学系助理教授,具有生命科学与计算机交叉研究背景。研究借鉴生物智能的学习和记忆机制,让 AI 在环境变化时持续适应,并保留已经掌握的能力。

分享要点

  • 真实使用中的任务和环境不断变化,系统需要吸收新经验,同时避免更新之后丢失原有能力。持续学习研究的就是如何处理这种新旧知识之间的冲突。
  • 一种思路是借鉴果蝇大脑的稀疏表示和模块分工,让不同模块处理变化较快的信息与较稳定的经验,减少每次学习都对整个模型进行大幅修改。
  • 记忆也需要分工:工作记忆服务眼前任务,长期记忆保存经过筛选的经验,更稳定、重要的经验再有选择地进入核心模型。保存、检索和真正学会使用这些经验,是不同的问题。
  • 对机器人而言,空间经验可以整理成地标、路线和地图。这样系统能够调用过去看到的信息,减少重复探索,并把多个地点、多个目标之间的任务衔接起来。
  • 在初步控制实验中,这类方法的优势主要体现在环境扰动和本体变化时的适应能力。外部记忆如何稳定转化为模型能力、如何避免学习新任务时遗忘旧任务,仍是难点。

我们的判断

  • 需要长期服务同一用户、同一客户或同一环境的产品,更容易体现经验积累的作用。需要观察同类错误是否随使用减少,进入新环境所需的调试时间是否缩短。
  • 记忆系统能否形成产品优势,取决于保存的经验能否被后续任务有效使用。历史记录越来越多、检索越来越方便,还不足以说明系统已经掌握了更稳定的技能。

二、模型效率与计算优化

杨红霞|通过模型融合与低精度计算降低训练成本

背景与研究路线: 香港理工大学生成式人工智能讲座教授,曾任字节跳动美国大模型负责人、阿里巴巴 AI 科学家及总监。研究低成本训练与模型融合,探索如何复用不同领域、不同机构已经形成的模型能力。

分享要点

  • 模型训练投入昂贵,而医疗、能源等领域的数据又分散在不同机构。其研究从两个方向降低成本:复用已有模型的能力,以及减少训练和推理所需的计算资源。
  • Co-GenAI 尝试融合不同领域独立训练的模型。在能够访问必要模型参数等条件下,研究如何组合已有能力、减少重复训练,并让融合后的效果更容易预测。
  • 低精度计算则是在模型内部用更少的位数表示数值。FP8、FP4 等方法可以减少计算和存储开销,但训练算法、底层计算实现和系统需要配合调整;强化学习还要处理训练与推理精度不一致带来的不稳定。
  • 对数据难以集中的方向,一种可能的做法是先利用本地数据训练专业模型,再探索模型之间的能力融合。难点是融合后能否保留各自的专长,以及整个训练过程能否稳定复现。

我们的判断

  • 行业机构未必需要承担完整通用模型的训练成本。先形成解决具体问题的专业能力,再探索复用其他模型的能力,可能是一种成本更可控的选择。
  • 融合效果必须逐个领域检查。总体分数上升,可能掩盖某项专业能力的下降。对初创团队而言,能否在不同客户环境中稳定保留这些能力,比展示一次融合结果更重要。

陈键飞|为什么降低计算精度后,模型仍然能够工作

背景与研究路线: 清华大学计算机系副教授,清华大学学士、博士,代表工作包括 ActNN。长期研究高效机器学习与量化算法,本次从理论上分析模型为何能够容忍低精度计算。

分享要点

  • 低精度计算希望用更少位数表示模型内部的数值,节省显存和计算资源。问题是,舍去一部分数值细节之后,为什么模型仍能保持效果?又能降低到什么程度?
  • 在所研究的 Transformer 语言模型中,充分训练后的网络能够抵消一部分层间误差,因此量化误差的累积速度慢于随机初始化的网络。这为模型的容错能力提供了一种解释。
  • 模型原本更倾向输出的文字,在一定分析条件下对数值误差更稳定。因此,一部分计算误差未必会改变最终选出的文字。
  • 训练本身也存在随机波动,因为每次更新使用的只是部分样本。当量化误差没有系统性偏差、幅度也足够小时,它增加的干扰可能小于训练中原本已有的波动。
  • 这些结论都有适用条件。精度继续降低后,误差仍可能快速增加;模型为什么会在训练中形成部分容错机制,也还没有得到完整解释。

我们的判断

  • 对训练和推理服务商而言,低精度方案的意义最终体现在账单上:在同等任务质量下,显存、计算开销和运行成本能减少多少,需要放到完整流程里核算。
  • 商业化的难点还包括适配。能够稳定支持哪些模型、硬件和任务,会影响方案的部署成本和客户范围;单个模型上的优秀结果,还不足以说明它可以成为通用工具。

李崇轩|探索另一种语言生成方式

背景与研究路线: 中国人民大学高瓴人工智能学院副教授,研究生成模型的理论、训练与高效采样。本次以 LLaDA 为代表,讨论扩散语言模型能否改变文字生成的顺序和计算方式。

分享要点

  • 目前常见的语言模型按从左到右的顺序生成回答,后面的内容需要依赖前面已经生成的内容。LLaDA 探索的是,能否让模型同时处理回答中的多个位置,再逐步完成整段文字。

  • 训练时,它会遮住文本中的部分内容,让模型根据剩余文字恢复缺失部分。例如,将“北京是中国的首都”中的“中国”遮住,让模型结合前后的文字把它补回来。

  • 生成新回答时,模型从一段空位开始,分多轮填入内容。它可以先填较有把握的位置,并在后续步骤中参考已经生成的前后文,继续补全或修订。多个位置能够同时处理,为并行生成提供了空间。

  • 并行处理有加速潜力,但生成仍需要多轮计算。最终是否更快,取决于需要多少轮才能达到足够好的质量,以及现有推理系统能否高效支持这种方式。

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我们的判断

  • 对需要较快获得完整结果、输出质量容易检查的任务,可以优先比较这类模型的实际表现。需要补全已有文本、结合前后文整体修改内容的应用,也值得测试。
  • 判断它是否有优势,需要比较同等质量下完成整项任务的时间和成本。单轮能处理更多文字,并不自动意味着整个回答生成得更快。

李根|让连续生成的结果能够对应实际文字

背景与研究路线: 香港中文大学统计与数据科学系助理教授,清华大学博士,研究扩散模型、生成式 AI 与强化学习。本次介绍 ConvergeFlow,解决连续语言生成中的一个基础问题。

分享要点

  • 在模型内部,文字可以用一组数字表示。连续语言生成尝试直接生成这些数字表示,再得到文字,为并行生成等方法提供另一种实现方式。
  • 这条路线会遇到一个问题:生成出来的数字,未必恰好对应词表中的某个文字单元。因此,往往还需要额外的纠正或转换步骤,才能输出文本。
  • ConvergeFlow 调整了模型的预测结构,让预测由已有文字的数字表示加权组合而成。研究证明,在相应条件下,生成过程最终能够得到与词表中具体文字单元对应的结果。
  • 目前实验在 GPT-2 small 量级、长度为 1,024 的设置下展开,观察并行生成与文本质量之间的取舍。更大规模模型中的表现仍需验证。

我们的判断

  • 这项研究处理的是连续生成能否顺利得到实际文字的问题。文字组成的句子是否通顺、推理是否正确,需要另外检验。
  • 实际效率优势要看完整生成过程。我们更关心,在更大模型中减少额外转换步骤后,究竟能省下多少时间和资源,生成质量又是否会受到影响。

杨成|把大模型的理解能力用到搜索和推荐中

背景与研究路线: 北京邮电大学计算机学院副教授,清华大学学士、博士,研究推荐系统、图学习与大模型。研究如何将大模型对用户和内容的理解,与现有搜索、推荐系统结合。

分享要点

  • 搜索和推荐需要处理大量请求,对成本和响应时间都有要求。如果每次请求都交给大模型进行复杂推理,开销会比较高。这条路线研究如何保留大模型的理解能力,同时满足线上服务的效率要求。
  • 一种做法是用大模型把用户需求、查询和商品内容转成便于比较的数字表示,再由现有系统找出匹配的候选结果。常见查询的计算结果可以提前保存,供后续请求重复使用。
  • 另一种做法是利用用户历史和商品信息,提前推断用户偏好,再交给轻量模型在线使用。它尤其关注用户或商品交互记录不足时,能否通过更充分的信息理解改善推荐。
  • 生成式检索则进一步改变候选结果的产生方式:先给商品或内容编码,再由模型直接生成候选编码。研究也在探索如何利用更长的用户历史、多模态信息,以及让同一模型服务多个场景。

我们的判断

  • 这类方法需要把推荐效果和服务成本放在一起看。将复杂推理提前完成、把结果复用于大量请求,更容易摊薄成本;交互记录较少的用户和商品,可以优先检验大模型是否带来额外改善。
  • 长期用户行为数据、商品的组织和表示方式,以及线上实验能力,都会影响团队能否持续改善效果。最终需要看到模型升级带来了更好的业务结果。

方聪|为什么更大的模型,有时反而更容易训练

背景与研究路线: 北京大学智能学院助理教授、研究员,北京大学博士,曾在普林斯顿大学与宾夕法尼亚大学从事博士后研究。研究深度学习理论与优化,分析模型规模、训练方法和数据需求之间的关系。

分享要点

  • 一个小模型在理论上足以完成某项任务,并不代表训练算法能够高效地找到合适参数。理解模型规模,需要同时考虑它能表达什么,以及实际训练能否把这些能力学出来。
  • 研究从 Tensor PCA 等简化数学问题入手,分析增加参数如何改变训练的搜索空间。在特定设定下,更大的参数空间反而有助于算法找到目标,并降低所需样本量。
  • 训练方法也会影响能力形成的过程。在所分析的条件下,随机梯度下降倾向于先学习信号较强的特征;某些约束有利于早期发现更多特征,但持续施加又可能限制后期拟合。
  • 因此,研究也在探索分阶段调整训练约束。这些理论提供了理解训练过程的线索,但结论来自简化问题,还不能直接用来确定大语言模型的最优规模。

我们的判断

  • 评估小模型和模型压缩项目时,要把达到目标能力所需的训练、数据和推理成本一起算进去。参数减少后,如果训练更困难、需要更多数据,部分成本优势可能被抵消。
  • 这项研究提醒我们,模型规模和训练方法需要一起选择。对具体项目,仍要用实际训练结果验证,不能仅凭理论上的表达能力判断成本高低。

三、意图理解与实时交互

黄民烈|让语音 Agent 理解情境,并把任务继续做完

背景与研究路线: 清华大学计算机系教授,长期研究自然语言生成、对话系统与社会智能。本次关注语音 Agent 如何理解人的情绪和意图,以及如何在持续沟通中完成任务。

分享要点

  • 语音服务中,用户可能还没有想清楚需求,也可能临时改变主意、打断系统,或处在有噪声的环境中。本次分享的评测显示,语音 Agent 的任务完成表现仍弱于文本 Agent,噪声会进一步降低表现。
  • 理解一句话,需要结合双方关系、对话情境和任务进度。例如,同一句“随便吧”,可能表示同意,也可能表达不满,合适的回应会因此不同。
  • 全双工交互要求系统能够边听边说,处理插话和打断,并在之后恢复任务。轻量模型负责即时交互、后端模型负责较复杂的推理,可以减少用户等待,同时继续推进任务。
  • 回应方式也需要控制,包括重音、停顿、语速和语调。情绪识别的作用,应体现在后续如何沟通和行动,而不仅是给用户的情绪贴上标签。

我们的判断

  • 教育、客服和陪伴类产品,经常需要先把需求问清楚,再逐步提供服务。能否理解情境、处理打断并恢复任务,会影响语音 Agent 能承担多完整的服务流程。
  • 情绪理解是否有效,要看用户是否少重复解释、少纠正系统,以及是否减少人工接管。这些使用结果,比识别了多少种情绪更接近产品效果。

姚远|让模型持续接收画面和声音,并判断何时回应

背景与研究路线: 清华大学人工智能学院助理教授,清华大学博士,主导面壁 MiniCPM-V 与 MiniCPM-o 系列研发。研究高效多模态模型,以及视觉、声音和语音连续输入输出的实时交互。

分享要点

  • 单次看图或听音频后回答问题,与持续参与真实交互有明显区别。现实中的画面、声音和用户行为同时变化,模型在说话时也需要继续接收新信息,并及时调整回应。
  • OmniFlow 将视觉、音频和语言信息按时间对齐,再以很短的时间片交替处理,让模型知道不同信息发生的先后关系,并持续判断何时开口、说多少、是否需要等待。
  • 这类交互需要专门的数据。用户随声附和、要求停止说话,以及背景人声,含义并不相同。模型需要结合上下文判断,哪些信息与当前任务有关、是否需要改变回应。
  • 系统将主干模型与轻量的模态处理模块端到端连接,兼顾交互能力和运行成本。不同模态的训练会相互影响,训练不充分可能损伤已有能力;持续运行也对延迟和资源消耗提出要求。

我们的判断

  • 需要持续观察现场、接收声音的主动助手和智能硬件,更能体现这条路线的作用。系统如果能跟上现场变化,用户就有机会减少反复描述和重新发出指令。
  • 评测应放到连续任务中:有噪声、多人说话,或用户在系统回应时插话,模型还能否正确理解并完成任务。同时需要检查长时间运行的功耗、成本和稳定性。

四、物理世界理解与具身智能

王韫博|把真实场景转成可训练的仿真环境

背景与研究路线: 上海交通大学副教授,清华大学博士,研究世界模型、物理推理与基于模型的强化学习,牵头 NeoWorld 项目。研究如何将真实环境转成可交互仿真,再利用真实反馈修正模型和策略。

分享要点

  • 机器人学习新任务,往往需要采集真机操作数据,成本较高。仿真提供了反复训练和试错的空间,但前提是虚拟物体能够运动、接受操作,并在关键物理属性上接近真实环境。

  • NeoWorld-Pro 尝试从单张图像生成可交互的仿真物体,包括形状、关节和装配关系,再通过渲染、运动和物理检查修正问题,例如物体穿模、摆放不稳或尺寸不匹配。

  • OrbiSim 则根据场景状态和动作预测接下来的变化。模型先用仿真数据训练,再用真实物体的运动修正偏差,也可用于估计未知的物理参数。

  • 真实部署需要反复校准。机器人完成一个子任务后,物体的位置和状态可能已经变化,仿真需要相应更新。通用模型主要负责理解、拆解和安排任务,复杂接触操作仍依赖专用控制策略。

  • 当场景和物体状态完整提供给系统时,部分仿真抓取放置任务的成功率可以接近 90%,但复杂迭代可能耗时数小时。真实环境的信息不完整,单张图像也难以准确恢复摩擦、阻尼等属性,仍需要估计和校准。

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我们的判断

  • 仿真是否能降低部署成本,要看它减少了多少新任务的数据采集和真机调试,同时还要计入搭建仿真、估计物理参数和反复校准的人力。
  • 抓错物体、碰撞和操作失败的数据,记录了动作在真实世界中的后果,值得长期积累。我们更关注这些经验能否让具体操作在不同场景中稳定完成,而不是只看仿真画面是否逼真。

冯若轩|让机器人主动获取视觉之外的信息

背景与研究路线: 中国人民大学高瓴人工智能学院博士生,师从胡迪教授,参与 ROMA 与 AnyTouch 系列研究。研究结合视觉、听觉、触觉和力反馈,让机器人主动选择能够补充信息的动作。

分享要点

  • 物体有多重、软硬如何、容器里装了什么,往往无法只靠看图判断。机器人需要先识别缺少的信息,再决定提起、按压还是摇晃,并根据反馈继续判断。

  • ROMI-2K 数据覆盖近 2,000 个物体及内容物组合、六类基础交互,记录视觉、听觉、触觉和力反馈。测试中使用训练时未见过的物体,检查模型能否适应新对象。

  • ROMA 将这个过程组织成连续决策:每轮选择检查哪个物体、做什么动作、关注哪种感官,并判断信息是否已经充分。例如,要判断“最重的物体是否为空”,可以先找出最重的物体,再检查它的内容物,减少无关操作。

  • 动作与传感信息需要匹配。例如,剧烈摇晃时的力反馈可能不适合直接判断重量;摇晃和按压本身,也对抓取稳定性提出了更高要求。

  • 部分任务中,专门训练的小模型能够通过更有效的交互,弥补单靠视觉时的不足。但面对更强的通用模型,语言理解和开放问答仍有差距。

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我们的判断

  • 对需要判断重量、软硬或内容物的操作,视觉之外的信息可能直接影响任务能否完成。数据采集能力和交互效率需要放在一起看:面对新物体,系统能否选择正确动作,用更少操作获得足够信息。
  • 主动感知得到的重量、阻力等信息,如果还能用于校准仿真,同一次交互就可能既帮助当前决策,也为后续训练提供更准确的条件。这是我们结合主动感知与世界模型研究提出的设想,尚需完整系统验证。

五、推理验证与知识结构化

罗涛|保证 AI 证明的是原题,并让已有数学知识可以复用

背景与研究路线: 上海交通大学数学科学学院副教授,香港科技大学数学博士,研究机器学习的数学理论与 AI4Math。研究如何把自然语言数学转成计算机可检查的形式,并整理定义、定理和证明之间的关系。

分享要点

  • 数学形式化是将题目和证明写成遵循严格规则的表达,让计算机能够逐步检查。但在检查证明之前,还需要先确认:模型写下来的命题,是否忠实表达了原题。
  • 翻译中的细小变化可能改变整个任务。例如,把“任意实数”改成“任意正数”,就缩小了需要证明的范围。即使后续证明成立,也不能说明原题已经得到解决。
  • 研究尝试将命题拆成结构化的部分,辅助核对对象、条件和结论之间的关系。发现错误后,可以定位并修复局部表达;这种结构也有助于安排由易到难的训练任务。
  • 研究还在扩展到跨文档知识库:把定义、定理、证明及其依赖关系整理清楚,区分同名但条件不同的命题,并合并重复概念,让已有成果更容易查找和复用。

我们的判断

  • 数学 AI 的可靠性需要分两步检查:先确认模型准确表达了原题,再检查证明过程是否正确。证明系统能检查后一步,但无法自动保证前一步没有出错。
  • 结构化知识库能否成为独立产品,要看它能否减少专家的重复核对和重复形式化工作,并让已有定义、定理和证明被可靠复用。向其他专业领域扩展时,也需要先明确正确性的标准和检查方法。

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