Principia: 面向视频模型的关系物理学测试

Hugging Face Daily Papers 论文

摘要

Principia 是一个基准测试,它通过成对对象之间的一致性关系来评估视频模型在牛顿物理学方面的表现,揭示了当前模型在物理推理方面的重大差距。

评估视频模型中的物理推理之所以困难,是因为绝对运动测量依赖于帧率、物体尺度和相机校准,而这些在生成的视频中往往模糊或不可用。我们提出了一种不同的方法。当同一场景中的两个物体遵循相同的物理定律时,它们的运动必须满足可预测的关系,这些关系独立于校准。我们介绍了Principia,这是一个通过成对对象之间的一致性关系来评估牛顿物理学的基准测试。Principia 涵盖了八种现象——重力、恢复力、摩擦、转动惯量、抛体运动、动量、摆和质量弹簧振荡——涉及平移、旋转、碰撞和振荡动力学,使用在受控协议下录制的真实世界场景。我们还引入了一个独立于校准的一致性分数,直接在图像空间中量化物理违规。在来自六个最先进视频生成器的数千次生成中,没有模型在Principia上超过0.42,尽管所有模型在VBench上的得分约为0.8。视觉语言模型在检测关系物理学违规方面的能力被评估,最佳模型仅达到67%的准确率,大多数表现接近随机水平。
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来源:https://huggingface.co/papers/2609.04200

摘要

Principia 通过成对物体间与校准无关的一致性评估视频生成器的牛顿物理学,揭示了其在物理推理方面存在的重大缺陷。

评估视频模型中的物理推理之所以困难,是因为绝对运动测量依赖于帧率、物体尺寸和相机标定,而这些在生成的视频中往往模糊或缺失。我们提出了一种不同的方法:当同一场景中的两个物体遵循相同的物理定律时,它们的运动必须满足可预测的关系,且这些关系独立于任何标定。我们推出了Principia(https://huggingface.co/papers?q=Principia),这是一个通过成对物体间的关系一致性(https://huggingface.co/papers?q=relational%20consistency)来评估牛顿物理学(https://huggingface.co/papers?q=Newtonian%20physics)的基准。Principia(https://huggingface.co/papers?q=Principia)涵盖了八种现象——重力、恢复、摩擦、转动惯量、抛体运动、动量、摆和质量弹簧振荡——涉及平移、旋转、碰撞和振荡动力学,并使用在受控协议下记录的真实场景。我们还引入了一种与校准无关的一致性分数(https://huggingface.co/papers?q=calibration-independent%20consistency%20score),用于直接在图像空间中量化物理违反程度。在来自六个最先进的视频生成器(https://huggingface.co/papers?q=video%20generators)的数千个生成结果中,没有一个模型在Principia(https://huggingface.co/papers?q=Principia)上的得分超过0.42,尽管它们在VBench上的得分都在0.8左右。对视觉语言模型(https://huggingface.co/papers?q=Vision-language%20models)检测关系物理违规能力的评估显示,最好的模型仅达到67%的准确率,大多数模型表现接近随机水平。

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