利用夜间科学强化科学创意中的代理创造力

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摘要

本文介绍了 AI Night-Scientist,一个使用强化学习的框架,旨在提升大型语言模型在科学创意生成中的创造性推理能力,显著提高了想法的多样性和影响力。

大型语言模型(LLMs)擅长结构化、可验证的任务,但它们的低熵偏差可能导致同质化且可预测的输出,限制了它们在开放式科学创意生成中的效用。然而,有效的发现涵盖了更广泛的创意谱系:从结构化的日间科学到松散结构、偶发性的夜间科学,能够触及超出通常考虑范围的想法。我们引入了 AI Night-Scientist,一个代理框架,使用强化学习来教导模型何时以及如何偏离可预测的推理。基于认知科学,我们沿三个维度建模创造力:行动(做什么以及如何创造性地做)、过程(何时探索与利用)和结果(所产生想法的新颖性和实用性)。我们使用这些维度通过GRPO训练模型,在训练过程中让他们接触不同程度和形式的创造力。这产生了更加多样化的科学提案,与基础模型相比,研究方向的范围扩大了27.8%,贡献类型增加了14.9%。它还提高了预测引用影响力高达32.0个百分点和原创性66.2分。这些收益无法通过简单地提高解码温度来复制;相反,我们发现指定追求何种创造力的语义指导至关重要。总体而言,我们的结果表明,创造力是一种可学习的多层级能力,可以通过塑造来帮助研究人员触及超出LLMs通常探索范围的想法。
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论文页面 - 通过夜科学强化智能体在科学构思中的创造力

来源:https://huggingface.co/papers/2609.35706

摘要

大型语言模型(LLM)在结构化、可验证的任务上表现出色,但其低熵偏差可能导致同质化和可预测的输出,从而限制了它们在开放式科学构思中的效用。然而,有效的发现涵盖了更广泛的创造性光谱:从结构化的日科学,到松散结构化、偶然的夜科学——后者能触及超越常规考虑范畴的创意。我们引入了 AI 夜科学家(AI Night-Scientist),这是一个智能体框架,利用强化学习教会模型何时以及如何偏离可预测的推理。基于认知科学,我们沿着三个轴建模创造力:行动(做什么以及如何创造性地做)、过程(何时探索与利用)以及结果(所产生想法的新颖性和实用性)。我们使用这些轴通过 GRPO 训练模型,在训练过程中让它们接触不同程度和形式的创造力。这显著生成了更多样化的科学提案,使研究方向范围扩展了 27.8%,贡献类型扩展了 14.9%(相比基础模型)。它还将预测的引用影响力提高了最多 32.0 个百分点,原创性提高了 66.2 个百分点。这些收益无法通过简单提高解码温度来重现;相反,我们发现指定追求何种创造力的语义引导至关重要。总体而言,我们的结果表明,创造力是一种可学习的、多层次的能力,可以被塑造以帮助研究者获得超越 LLM 通常探索范围的想法。

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