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多模態(tài)推理模型綜述;多模態(tài)多智能體協(xié)同基準(zhǔn);跨模態(tài),跨領(lǐng)域推理能力泛化

發(fā)布于 2025-5-13 07:32
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Perception, Reason, Think, and Plan: A Survey on Large Multimodal Reasoning Models

2025-05-08|HIT, Shenzhen|??79

??http://arxiv.org/abs/2505.04921v1???
???https://huggingface.co/papers/2505.04921???
???https://github.com/HITsz-TMG/Awesome-Large-Multimodal-Reasoning-Models??

研究背景與意義

多模態(tài)推理模型綜述;多模態(tài)多智能體協(xié)同基準(zhǔn);跨模態(tài),跨領(lǐng)域推理能力泛化-AI.x社區(qū)

多模態(tài)推理模型綜述;多模態(tài)多智能體協(xié)同基準(zhǔn);跨模態(tài),跨領(lǐng)域推理能力泛化-AI.x社區(qū)

  • 智能推理的核心地位:推理作為智能行為的核心,賦予人工智能系統(tǒng)在多變、不確定及多模態(tài)環(huán)境中做出決策、歸納總結(jié)及跨領(lǐng)域泛化的能力。隨著AI應(yīng)用場(chǎng)景的復(fù)雜化,推理能力成為實(shí)現(xiàn)魯棒性和適應(yīng)性的關(guān)鍵。
  • 多模態(tài)推理模型的興起:大型多模態(tài)推理模型(LMRMs)通過(guò)融合文本、圖像、音頻和視頻等多種模態(tài),實(shí)現(xiàn)全面感知、精準(zhǔn)理解和深度推理,成為推動(dòng)AI智能化發(fā)展的重要方向。
  • 研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn):從最初的模塊化感知驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)到現(xiàn)今語(yǔ)言中心的統(tǒng)一框架,模型推理能力不斷提升,但依然面臨泛化能力不足、推理深度有限及缺乏自主行為等挑戰(zhàn)。
  • 研究目標(biāo):本文旨在系統(tǒng)梳理多模態(tài)推理模型的發(fā)展路徑,提出四階段的演進(jìn)路線圖,并展望原生多模態(tài)推理模型(N-LMRMs)的未來(lái)發(fā)展,為下一代多模態(tài)智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論和實(shí)踐指導(dǎo)。

研究方法與創(chuàng)新

多模態(tài)推理模型綜述;多模態(tài)多智能體協(xié)同基準(zhǔn);跨模態(tài),跨領(lǐng)域推理能力泛化-AI.x社區(qū)

多模態(tài)推理模型綜述;多模態(tài)多智能體協(xié)同基準(zhǔn);跨模態(tài),跨領(lǐng)域推理能力泛化-AI.x社區(qū)

  • 技術(shù)路線概述:研究系統(tǒng)劃分為四個(gè)階段:

感知驅(qū)動(dòng)的模塊化推理,基于任務(wù)特定的模塊設(shè)計(jì);

語(yǔ)言中心的短時(shí)推理,利用多模態(tài)鏈?zhǔn)剿季S(MCoT)實(shí)現(xiàn)顯式推理步驟;

語(yǔ)言中心的長(zhǎng)時(shí)推理,融合跨模態(tài)推理鏈和強(qiáng)化學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)深度思考與計(jì)劃;

原生多模態(tài)推理模型,構(gòu)建統(tǒng)一的多模態(tài)感知、生成與智能代理體系。

創(chuàng)新點(diǎn)詳解:

  • 階段一:感知驅(qū)動(dòng)模塊化設(shè)計(jì)

采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)、長(zhǎng)短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)(LSTM)等傳統(tǒng)架構(gòu),通過(guò)神經(jīng)模塊網(wǎng)絡(luò)(NMN)、層次共注意力(HieCoAtt)等機(jī)制,實(shí)現(xiàn)視覺(jué)與文本的分層對(duì)齊與融合,推動(dòng)任務(wù)定制型推理模塊的發(fā)展。

  • 階段二:語(yǔ)言中心短時(shí)推理

利用大型多模態(tài)語(yǔ)言模型(MLLMs)和鏈?zhǔn)剿季S(CoT)技術(shù),將隱式推理轉(zhuǎn)化為顯式的多步推理過(guò)程,提升模型的上下文理解和邏輯推理能力。引入結(jié)構(gòu)化推理和外部工具增強(qiáng)推理范圍和深度。

  • 階段三:語(yǔ)言中心長(zhǎng)時(shí)推理

融合視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)與語(yǔ)言多模態(tài)信息,構(gòu)建跨模態(tài)推理鏈,支持復(fù)雜任務(wù)的分解與規(guī)劃。通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)等方法增強(qiáng)模型的適應(yīng)性和自主規(guī)劃能力,代表模型如OpenAI的o1系列和DeepSeek-R1。

  • 階段四:原生多模態(tài)推理模型展望

提出統(tǒng)一多模態(tài)表示空間,支持多樣數(shù)據(jù)類(lèi)型的無(wú)縫融合與生成,強(qiáng)化模型與動(dòng)態(tài)環(huán)境的交互能力,實(shí)現(xiàn)多模態(tài)智能代理的主動(dòng)認(rèn)知和長(zhǎng)時(shí)規(guī)劃,推動(dòng)AI系統(tǒng)向更高層次智能邁進(jìn)。

理論基礎(chǔ)與對(duì)比:

本文基于認(rèn)知科學(xué)中系統(tǒng)1(快速直覺(jué))與系統(tǒng)2(慢速思考)理論,結(jié)合Transformer架構(gòu)的深度學(xué)習(xí)技術(shù),系統(tǒng)總結(jié)了多模態(tài)推理模型從模塊化到端到端統(tǒng)一的演進(jìn)過(guò)程,明確指出當(dāng)前語(yǔ)言中心模型的局限,為原生多模態(tài)模型的提出提供堅(jiān)實(shí)理論支撐。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析

多模態(tài)推理模型綜述;多模態(tài)多智能體協(xié)同基準(zhǔn);跨模態(tài),跨領(lǐng)域推理能力泛化-AI.x社區(qū)

多模態(tài)推理模型綜述;多模態(tài)多智能體協(xié)同基準(zhǔn);跨模態(tài),跨領(lǐng)域推理能力泛化-AI.x社區(qū)

  • 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):

通過(guò)對(duì)比分析超過(guò)540篇相關(guān)文獻(xiàn),結(jié)合視覺(jué)問(wèn)答(VQA)、視覺(jué)常識(shí)推理(VCR)、多模態(tài)理解與生成等多種任務(wù)和數(shù)據(jù)集,系統(tǒng)評(píng)估不同階段模型的性能表現(xiàn)及適用場(chǎng)景。實(shí)驗(yàn)涵蓋模型架構(gòu)、推理鏈長(zhǎng)度、跨模態(tài)融合效果、強(qiáng)化學(xué)習(xí)優(yōu)化等多個(gè)維度。

  • 結(jié)果分析:

階段一模型在特定任務(wù)上表現(xiàn)穩(wěn)定,但泛化能力和推理深度受限。

階段二模型通過(guò)多模態(tài)鏈?zhǔn)剿季S顯著提升了推理的連貫性和可解釋性,但仍偏向短時(shí)、反應(yīng)式推理。

階段三模型在長(zhǎng)時(shí)推理、規(guī)劃和適應(yīng)性方面展現(xiàn)出更高的智能水平,尤其在開(kāi)放環(huán)境中的任務(wù)表現(xiàn)接近人類(lèi)水平。

強(qiáng)化學(xué)習(xí)的引入有效提升了模型的魯棒性和自主決策能力。

原生多模態(tài)模型的初步實(shí)驗(yàn)顯示出在多樣模態(tài)融合和動(dòng)態(tài)環(huán)境交互上的巨大潛力,標(biāo)志著未來(lái)研究的重要方向。

  • 統(tǒng)計(jì)顯著性與多場(chǎng)景表現(xiàn):多項(xiàng)基準(zhǔn)測(cè)試表明,隨著模型階段的遞進(jìn),推理準(zhǔn)確率和任務(wù)完成度呈顯著提升,特別是在復(fù)雜、多步驟、多模態(tài)融合任務(wù)中表現(xiàn)突出。

結(jié)論與展望

  • 總結(jié)貢獻(xiàn):

本文全面梳理了大型多模態(tài)推理模型的發(fā)展歷程,提出了從感知驅(qū)動(dòng)模塊化推理到語(yǔ)言中心長(zhǎng)時(shí)推理,再到原生多模態(tài)推理模型的四階段路線圖。系統(tǒng)分析了各階段代表模型的架構(gòu)創(chuàng)新、推理機(jī)制及性能表現(xiàn),填補(bǔ)了當(dāng)前領(lǐng)域?qū)Χ嗄B(tài)推理全景式理解的空白。

  • 分析局限:

現(xiàn)有模型多依賴語(yǔ)言中心架構(gòu),限制了多樣模態(tài)的深度融合與生成能力。推理過(guò)程多為靜態(tài)鏈?zhǔn)剑狈εc動(dòng)態(tài)環(huán)境的實(shí)時(shí)交互和適應(yīng)。訓(xùn)練數(shù)據(jù)的多樣性和質(zhì)量、模型的計(jì)算效率及可解釋性仍是挑戰(zhàn)。

  • 方法展望:

未來(lái)研究將聚焦原生多模態(tài)推理模型,構(gòu)建統(tǒng)一的多模態(tài)表示與生成框架,強(qiáng)化模型的主動(dòng)認(rèn)知與長(zhǎng)時(shí)規(guī)劃能力。結(jié)合模擬環(huán)境中的閉環(huán)訓(xùn)練,推動(dòng)模型具備真實(shí)世界的適應(yīng)性和智能代理特性。同時(shí),需發(fā)展更豐富的多模態(tài)數(shù)據(jù)集和更完善的評(píng)估基準(zhǔn),促進(jìn)理論與應(yīng)用的深度融合。

通過(guò)這些努力,下一代多模態(tài)推理系統(tǒng)有望實(shí)現(xiàn)更高層次的智能,推動(dòng)人工智能在復(fù)雜現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的廣泛應(yīng)用。

On Path to Multimodal Generalist: General-Level and General-Bench

2025-05-07|NUS, NTU, ZJU, KAUST, PKU, HFUT, U Rochester, NJU, WHU, SJTU|??55

??http://arxiv.org/abs/2505.04620v1???
???https://huggingface.co/papers/2505.04620???
???https://generalist.top/??

研究背景與意義

多模態(tài)推理模型綜述;多模態(tài)多智能體協(xié)同基準(zhǔn);跨模態(tài),跨領(lǐng)域推理能力泛化-AI.x社區(qū)

隨著大型語(yǔ)言模型(LLMs)如ChatGPT和LLaMA的出現(xiàn),NLP領(lǐng)域迎來(lái)了革命性進(jìn)展,這些模型作為通用智能體,能夠處理廣泛的語(yǔ)言任務(wù),極大地推動(dòng)了人工通用智能(AGI)的實(shí)現(xiàn)。人類(lèi)智能本質(zhì)上是多模態(tài)的,涵蓋語(yǔ)言、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等多種感知方式,這促使研究者開(kāi)發(fā)多模態(tài)大型語(yǔ)言模型(MLLMs),即多模態(tài)通用智能體。當(dāng)前,MLLMs已從單一模態(tài)理解發(fā)展到跨模態(tài)理解、生成乃至編輯,支持多種復(fù)雜任務(wù),顯示出向AGI邁進(jìn)的潛力。

然而,現(xiàn)有的評(píng)估方法多停留在單任務(wù)性能對(duì)比,忽視了多模態(tài)智能體應(yīng)具備的跨任務(wù)、跨模態(tài)的協(xié)同效應(yīng)(synergy)。簡(jiǎn)單地將多個(gè)單一任務(wù)專(zhuān)家模型集成并不能實(shí)現(xiàn)真正的多模態(tài)通用智能。本文提出的“General-Level”框架,基于協(xié)同效應(yīng)評(píng)估多模態(tài)智能體的綜合能力,旨在更準(zhǔn)確地反映模型向AGI演進(jìn)的真實(shí)進(jìn)展。同時(shí),構(gòu)建了覆蓋700余任務(wù)、涉及圖像、視頻、音頻、3D及語(yǔ)言等多模態(tài)的“General-Bench”大規(guī)模評(píng)測(cè)基準(zhǔn),填補(bǔ)了現(xiàn)有評(píng)測(cè)工具的局限,推動(dòng)多模態(tài)智能體的系統(tǒng)性發(fā)展。

研究方法與創(chuàng)新

多模態(tài)推理模型綜述;多模態(tài)多智能體協(xié)同基準(zhǔn);跨模態(tài),跨領(lǐng)域推理能力泛化-AI.x社區(qū)

多模態(tài)推理模型綜述;多模態(tài)多智能體協(xié)同基準(zhǔn);跨模態(tài),跨領(lǐng)域推理能力泛化-AI.x社區(qū)

多模態(tài)推理模型綜述;多模態(tài)多智能體協(xié)同基準(zhǔn);跨模態(tài),跨領(lǐng)域推理能力泛化-AI.x社區(qū)

多模態(tài)推理模型綜述;多模態(tài)多智能體協(xié)同基準(zhǔn);跨模態(tài),跨領(lǐng)域推理能力泛化-AI.x社區(qū)

本文創(chuàng)新性地提出了基于協(xié)同效應(yīng)的五級(jí)分類(lèi)體系“General-Level”,系統(tǒng)劃分多模態(tài)通用智能體的能力等級(jí),核心在于評(píng)估模型在不同任務(wù)和模態(tài)間的知識(shí)遷移與增強(qiáng)能力。具體方法包括:

  • 協(xié)同效應(yīng)定義與量化:將協(xié)同效應(yīng)細(xì)分為任務(wù)間、理解與生成間、以及模態(tài)間的協(xié)同,逐級(jí)遞進(jìn),體現(xiàn)智能體綜合能力的提升。
  • 層級(jí)評(píng)分機(jī)制:結(jié)合多模態(tài)任務(wù)的表現(xiàn)與超越單一任務(wù)專(zhuān)家的能力,設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u(píng)分體系,確保評(píng)分的單調(diào)性和公平性,避免簡(jiǎn)單任務(wù)數(shù)量堆砌的偏差。
  • 多模態(tài)任務(wù)覆蓋與權(quán)重均衡:針對(duì)不同模態(tài)任務(wù)數(shù)量不均的現(xiàn)象,采用模態(tài)內(nèi)均權(quán)策略,防止某一模態(tài)任務(wù)過(guò)多導(dǎo)致評(píng)分偏頗,促進(jìn)模型在多模態(tài)間均衡發(fā)展。
  • 協(xié)同效應(yīng)的松弛假設(shè):為解決實(shí)際中難以獨(dú)立評(píng)估任務(wù)間聯(lián)合分布的問(wèn)題,提出以超越專(zhuān)家模型表現(xiàn)作為協(xié)同效應(yīng)的間接證據(jù),簡(jiǎn)化計(jì)算同時(shí)保持評(píng)估的科學(xué)性。

該方法突破了傳統(tǒng)單任務(wù)評(píng)估的局限,強(qiáng)調(diào)模型內(nèi)在的泛化與遷移能力,推動(dòng)多模態(tài)智能體向真正的通用人工智能邁進(jìn)。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析

多模態(tài)推理模型綜述;多模態(tài)多智能體協(xié)同基準(zhǔn);跨模態(tài),跨領(lǐng)域推理能力泛化-AI.x社區(qū)

多模態(tài)推理模型綜述;多模態(tài)多智能體協(xié)同基準(zhǔn);跨模態(tài),跨領(lǐng)域推理能力泛化-AI.x社區(qū)

實(shí)驗(yàn)部分基于“General-Bench”基準(zhǔn),涵蓋圖像、視頻、音頻、3D及語(yǔ)言等多模態(tài),包含700余任務(wù)和超過(guò)32萬(wàn)實(shí)例,系統(tǒng)評(píng)測(cè)了100余個(gè)領(lǐng)先的MLLM系統(tǒng)。主要實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析如下:

  • 多模態(tài)專(zhuān)家與通用模型對(duì)比:評(píng)測(cè)涵蓋專(zhuān)注單一模態(tài)的專(zhuān)家模型與支持多模態(tài)的通用模型,驗(yàn)證協(xié)同效應(yīng)對(duì)模型性能的影響。
  • 層級(jí)評(píng)分應(yīng)用:根據(jù)General-Level框架,計(jì)算各模型在不同協(xié)同效應(yīng)層級(jí)的得分,分析模型在任務(wù)融合、理解生成協(xié)同及模態(tài)融合方面的表現(xiàn)。
  • 統(tǒng)計(jì)顯著性與多場(chǎng)景表現(xiàn):采用標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)方法,驗(yàn)證模型性能差異的顯著性,確保結(jié)果的穩(wěn)健性;并在多種實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景下測(cè)試模型的泛化能力。
  • 關(guān)鍵發(fā)現(xiàn):大部分現(xiàn)有MLLM缺乏跨任務(wù)和跨模態(tài)的協(xié)同能力,甚至頂尖模型如GPT-4V未能達(dá)到最高協(xié)同等級(jí),顯示實(shí)現(xiàn)真正AGI的巨大挑戰(zhàn)。多數(shù)模型僅能支持有限的多模態(tài)任務(wù),且未能通過(guò)非語(yǔ)言模態(tài)提升語(yǔ)言智能。

結(jié)論與展望

本文提出的General-Level框架及General-Bench基準(zhǔn),為多模態(tài)通用智能體的評(píng)估提供了科學(xué)且細(xì)致的標(biāo)準(zhǔn),強(qiáng)調(diào)協(xié)同效應(yīng)作為衡量模型智能水平的核心指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果揭示當(dāng)前多模態(tài)模型在協(xié)同能力上的不足,指出未來(lái)研究需重點(diǎn)突破任務(wù)間、理解與生成間及模態(tài)間的深度融合與協(xié)同。

未來(lái)工作將聚焦于:

  • 提升跨模態(tài)知識(shí)遷移能力,實(shí)現(xiàn)非語(yǔ)言模態(tài)對(duì)語(yǔ)言智能的反向促進(jìn),推動(dòng)模型達(dá)到更高協(xié)同等級(jí)。
  • 拓展多模態(tài)任務(wù)與格式支持,增加更多復(fù)雜、細(xì)粒度的任務(wù),促進(jìn)模型多樣化能力發(fā)展。
  • 優(yōu)化模型架構(gòu)與訓(xùn)練策略,強(qiáng)化端到端聯(lián)合訓(xùn)練,提升模型對(duì)多模態(tài)信息的內(nèi)在融合與理解。
  • 持續(xù)完善評(píng)測(cè)基準(zhǔn),引入更多現(xiàn)實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景,確保評(píng)測(cè)結(jié)果的廣泛適用性和指導(dǎo)意義。

該研究為多模態(tài)通用智能體的系統(tǒng)研發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),有望加速AGI的實(shí)現(xiàn)進(jìn)程。

X-Reasoner: Towards Generalizable Reasoning Across Modalities and Domains

2025-05-06|Microsoft|??8

??http://arxiv.org/abs/2505.03981v1???
???https://huggingface.co/papers/2505.03981???
???https://github.com/microsoft/x-reasoner??

研究背景與意義

多模態(tài)推理模型綜述;多模態(tài)多智能體協(xié)同基準(zhǔn);跨模態(tài),跨領(lǐng)域推理能力泛化-AI.x社區(qū)

  • 問(wèn)題定義與現(xiàn)狀

近年來(lái),語(yǔ)言模型在推理能力上取得顯著進(jìn)展,尤其是專(zhuān)有模型如OpenAI的GPT-4展現(xiàn)了強(qiáng)大的多模態(tài)推理能力。然而,現(xiàn)有開(kāi)源研究多聚焦于文本單一模態(tài)的推理,且評(píng)測(cè)多局限于數(shù)學(xué)和通用領(lǐng)域任務(wù),缺乏對(duì)推理能力跨模態(tài)、跨領(lǐng)域泛化性的深入探討。

  • 挑戰(zhàn)與目標(biāo)

多模態(tài)推理通常依賴于專(zhuān)門(mén)構(gòu)建的多模態(tài)數(shù)據(jù)集,限制了模型的泛化能力。本文提出核心問(wèn)題:推理能力是否可以通過(guò)通用領(lǐng)域的文本后訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)跨模態(tài)和跨領(lǐng)域的泛化?目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種僅基于通用文本數(shù)據(jù)的后訓(xùn)練策略,培養(yǎng)具備廣泛適用性的推理能力,降低多模態(tài)和領(lǐng)域特定數(shù)據(jù)的依賴。

  • 意義

解決該問(wèn)題不僅具有理論價(jià)值,揭示推理能力的本質(zhì)和遷移機(jī)制,也具備實(shí)際意義,通過(guò)利用豐富且易獲取的通用文本數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)高效且通用的多模態(tài)推理模型訓(xùn)練,推動(dòng)開(kāi)源多模態(tài)模型的發(fā)展。

研究方法與創(chuàng)新

多模態(tài)推理模型綜述;多模態(tài)多智能體協(xié)同基準(zhǔn);跨模態(tài),跨領(lǐng)域推理能力泛化-AI.x社區(qū)

  • 技術(shù)描述
  • 本文提出了X-REASONER,一種基于7B參數(shù)規(guī)模視覺(jué)語(yǔ)言模型的后訓(xùn)練方案,完全依賴通用領(lǐng)域文本數(shù)據(jù)。訓(xùn)練分兩階段:

監(jiān)督微調(diào)(SFT):利用蒸餾的長(zhǎng)鏈?zhǔn)剿季S(Long Chain-of-Thought)推理軌跡,進(jìn)行結(jié)構(gòu)化推理能力的顯式學(xué)習(xí)。

強(qiáng)化學(xué)習(xí)(RL):采用帶有可驗(yàn)證獎(jiǎng)勵(lì)的強(qiáng)化學(xué)習(xí),基于數(shù)學(xué)文本任務(wù)進(jìn)一步提升模型推理準(zhǔn)確性和泛化能力。

  • 創(chuàng)新點(diǎn)

驅(qū)動(dòng)的多模態(tài)泛化:首次系統(tǒng)驗(yàn)證僅通過(guò)通用文本后訓(xùn)練,模型即可獲得跨模態(tài)(視覺(jué)+語(yǔ)言)和跨領(lǐng)域(如醫(yī)學(xué))強(qiáng)泛化推理能力。

數(shù)學(xué)作為泛化“錨點(diǎn)”:數(shù)學(xué)任務(wù)因其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)化推理特點(diǎn),被證明是促進(jìn)推理泛化的關(guān)鍵領(lǐng)域。

強(qiáng)結(jié)合SFT與RL:結(jié)合SFT的穩(wěn)定性與RL的優(yōu)化能力,實(shí)現(xiàn)了推理性能和泛化性的最佳平衡。

強(qiáng)制退出機(jī)制:針對(duì)長(zhǎng)鏈?zhǔn)剿季S訓(xùn)練中模型可能出現(xiàn)的無(wú)止境思考問(wèn)題,設(shè)計(jì)了基于最大長(zhǎng)度的強(qiáng)制停止策略,提升了生成可靠性和任務(wù)準(zhǔn)確率。

理論基礎(chǔ)研究基于推理能力可視為結(jié)構(gòu)化知識(shí)和邏輯模式的學(xué)習(xí),長(zhǎng)鏈?zhǔn)剿季S蒸餾與強(qiáng)化學(xué)習(xí)相結(jié)合,有效捕獲和優(yōu)化推理策略,促進(jìn)跨任務(wù)、跨模態(tài)、跨領(lǐng)域的知識(shí)遷移。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析

多模態(tài)推理模型綜述;多模態(tài)多智能體協(xié)同基準(zhǔn);跨模態(tài),跨領(lǐng)域推理能力泛化-AI.x社區(qū)

多模態(tài)推理模型綜述;多模態(tài)多智能體協(xié)同基準(zhǔn);跨模態(tài),跨領(lǐng)域推理能力泛化-AI.x社區(qū)

  • 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)集:通用領(lǐng)域OpenThoughts-114k(數(shù)學(xué)、科學(xué)、編碼推理)、數(shù)學(xué)文本數(shù)據(jù)Orz-57k、醫(yī)學(xué)文本MedQA及多模態(tài)醫(yī)學(xué)圖像問(wèn)答等。

評(píng)測(cè)任務(wù):涵蓋通用文本推理(MMLU-Pro、GSM8K)、多模態(tài)推理(MMMU系列、MathVista)、醫(yī)學(xué)文本及多模態(tài)推理任務(wù)。

訓(xùn)練細(xì)節(jié):SFT階段4個(gè)epoch,RL階段約56小時(shí)訓(xùn)練,使用40GB A100 GPU集群。

  • 結(jié)果分析

      跨模態(tài)泛化:X-REASONER在多模態(tài)任務(wù)上顯著優(yōu)于同規(guī)模多模態(tài)訓(xùn)練模型,證明文 本訓(xùn)練足以學(xué)習(xí)泛化推理模式。

      跨領(lǐng)域泛化:模型在醫(yī)學(xué)文本和多模態(tài)醫(yī)學(xué)任務(wù)中表現(xiàn)出強(qiáng)勁的遷移能力,且通過(guò)醫(yī)學(xué) 文本繼續(xù)訓(xùn)練的X-REASONER-MED進(jìn)一步刷新多個(gè)醫(yī)學(xué)基準(zhǔn)的SOTA。

     方法對(duì)比:SFT提升推理結(jié)構(gòu)化能力,RL進(jìn)一步優(yōu)化準(zhǔn)確率,二者結(jié)合效果最佳。數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)訓(xùn)練的RL模型在跨領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)于醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)訓(xùn)練,顯示數(shù)學(xué)推理的泛化錨點(diǎn)作用。

     消除文本捷徑影響:去除僅靠文本解決的樣本后,X-REASONER仍保持性能優(yōu)勢(shì),驗(yàn)證其真實(shí)的多模態(tài)推理能力。

  • 穩(wěn)定性改進(jìn):強(qiáng)制退出機(jī)制有效減少無(wú)終止生成,提升任務(wù)最終準(zhǔn)確率。

結(jié)論與展望

  • 研究貢獻(xiàn)總結(jié)本文系統(tǒng)驗(yàn)證了通用領(lǐng)域文本后訓(xùn)練能夠培養(yǎng)出具備跨模態(tài)、跨領(lǐng)域泛化能力的推理模型,提出了結(jié)合長(zhǎng)鏈思維蒸餾的監(jiān)督微調(diào)與基于數(shù)學(xué)任務(wù)的強(qiáng)化學(xué)習(xí)的高效訓(xùn)練方案,成功構(gòu)建了X-REASONER及其醫(yī)學(xué)專(zhuān)用變體X-REASONER-MED,均在多個(gè)文本及多模態(tài)推理基準(zhǔn)上實(shí)現(xiàn)或超越了現(xiàn)有SOTA。
  • 局限性分析

模型規(guī)模受限于7B參數(shù),未驗(yàn)證更大規(guī)模模型的效果。

僅基于Qwen-VL系列模型,缺少多樣化模型架構(gòu)驗(yàn)證。

評(píng)測(cè)任務(wù)主要為選擇題和數(shù)學(xué)推理,缺少開(kāi)放式生成、交互式對(duì)話等更廣泛應(yīng)用場(chǎng)景的測(cè)試。

訓(xùn)練過(guò)程依賴大量計(jì)算資源,實(shí)際應(yīng)用可能受限。

  • 未來(lái)展望

      探索更大規(guī)模及多樣化模型架構(gòu),驗(yàn)證訓(xùn)練策略的普適性。

      結(jié)合多模態(tài)及領(lǐng)域特定數(shù)據(jù)進(jìn)行持續(xù)微調(diào),進(jìn)一步提升專(zhuān)用領(lǐng)域推理能力。

      拓展評(píng)測(cè)范圍至開(kāi)放式、多輪交互等復(fù)雜推理場(chǎng)景。

      優(yōu)化訓(xùn)練效率,降低計(jì)算資源需求,推動(dòng)技術(shù)普及。

綜上,X-REASONER代表了一種創(chuàng)新且高效的通用文本驅(qū)動(dòng)多模態(tài)推理訓(xùn)練范式,揭示了文本監(jiān)督在多模態(tài)推理泛化中的核心作用,為未來(lái)多模態(tài)智能系統(tǒng)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

本文轉(zhuǎn)載自??AI研究前瞻??,作者:胡耀淇

已于2025-5-13 07:35:11修改
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