LLM 到流模型的蒸馏:将自然语言目标传授给科学生成模型

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摘要

论文提出 LLM 到流模型蒸馏(LFD),利用冻结的大语言模型作为自适应教师构建课程,并通过直接偏好优化将偏好蒸馏到科学生成器中,无需显式代理奖励即可用自然语言目标控制治疗性肽和小分子结构的生成设计。

科学中的生成式发现需要将高层次科学推理与生成符合设计空间结构的样本的能力相结合。然而,这两种能力在很大程度上仍相互分离:基础大语言模型(LLM)蕴含广泛的化学和生物学知识,而基于流模型和扩散模型的领域专用生成器则掌握了生成有效序列和几何结构所需的先验。我们研究如何在不需要显式代理奖励的情况下,使此类科学生成器与高层次自然语言发现目标对齐;在实验科学中,这类奖励往往难以获得,或难以通过学习得到的预测器准确刻画。我们提出了大语言模型到流模型的蒸馏(LLM-to-Flow Distillation,LFD),其中,一个参数冻结的 LLM 充当领域专用生成器的自适应教师。给定诸如“生成具有潜在抗癌活性的肽”这样的目标,教师会根据流模型当前的能力,构建由中间子目标组成的课程,并逐步引导这些子目标朝向最初的发现目标。在每一轮中,LLM 都会依据当前目标评判采样得到的候选方案。这些评判形成偏好,并通过直接偏好优化(DPO)迭代地蒸馏到生成器中。即使初始模型生成满足最终目标的设计的概率微乎其微,该过程仍能提供密集的学习信号,从而使模型能够向覆盖不足的分布外区域适应。在治疗性肽和小分子结构设计上的实验表明,LFD 实现了一种新的生成控制方式:使任意领域专用科学生成器与通过高层次自然语言目标表达的科学发现任务对齐。
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论文页面 - LLM-to-Flow 蒸馏:将自然语言目标传授给科学生成模型

来源:https://huggingface.co/papers/2610.17246

摘要

LLM-to-Flow 蒸馏利用冻结的 LLM 构建自适应课程,并通过 DPO 蒸馏偏好,使科学生成模型与高层次发现目标对齐,从而实现对肽和小分子设计的控制\。

科学中的生成式发现需要将高层次科学推理与生成符合设计空间结构的样本的能力相结合\。然而,这些能力在很大程度上仍然彼此分离:基础 LLM 编码了广泛的化学和生物学知识,而领域专用的基于流和扩散的生成模型 (https://huggingface.co/papers?q=diffusion-based%20generators) 则掌握了生成有效序列和几何结构所需的先验知识\。我们研究如何在不需要显式代理奖励的情况下,使此类科学生成模型与高层次自然语言发现目标对齐;在实验科学中,这种奖励往往无法获得,或难以由学习得到的预测器准确刻画\。我们提出 LLM-to-Flow 蒸馏 (https://huggingface.co/papers?q=LLM-to-Flow%20Distillation)\(LFD\),其中冻结的 LLM 充当领域专用生成模型的自适应教师\。给定一个目标,例如“生成具有潜在抗癌活性的肽”,教师会根据流模型当前的能力构建由中间子目标组成的课程,并逐步引导模型朝着最初的发现目标前进\。在每一轮中,LLM 根据当前目标评判采样得到的候选样本\。这些判断形成偏好,并通过 DPO (https://huggingface.co/papers?q=DPO) 迭代地蒸馏到生成模型中\。即使初始模型生成满足最终目标的设计的概率微乎其微,该过程仍能提供密集的学习信号,使模型能够向覆盖不足的分布外区域适应\。在治疗性肽 (https://huggingface.co/papers?q=therapeutic%20peptides) 和小分子结构设计 (https://huggingface.co/papers?q=small-molecule%20structure%20design) 上的实验表明,LFD 实现了一种新的生成控制方式:使任意领域专用科学生成模型与通过高层次自然语言目标表达的科学发现任务对齐\。

查看 arXiv 页面 (https://arxiv.org/abs/2610.17246)查看 PDF (https://arxiv.org/pdf/2610.17246)项目页面 (https://llm-to-flow-distillation.github.io/)GitHub13 (https://github.com/FedericoDiGennaro/LLM-to-Flow-Distillation)添加到合集 (https://huggingface.co/login?next=%2Fpapers%2F2610.17246)

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