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AGI技术与原理浅析：曙光还是迷失？

news 来源：原创 2024/9/29 21:25:29

前言：回顾以往博客文章，最近一次更新在2020-07，内容以机器学习、深度学习、CV、Slam为主，顺带夹杂个人感悟。笔者并非算法科班出身，本科学制药、研究生学金融，最原始的算法积累都来源于网络，当时更新博客的缘由无非是“取自网络、用于网络”。自2022年12月ChatGPT横空出世，毅然投入“AGI”大军，对大语言、多模态、RAG、Agent多有涉猎，并希望通过继续更新博客，影响更多同好共同奔赴“AGI 终局”。本篇为新时期第一篇，相当于是AGI系列文章的综述了，后面会不定期更新，欢迎大家共同研究、讨论、进步，本人微信号(wuyang9647)，人多后再拉群。

背景

2012年，后来的计算机图灵奖(名人堂级)得主Hinton和他的学生们(包括未来OpenAI的灵魂Ilya)做出了一项令业界震惊的工作，他们推出的神经网络AlexNet对图像的识别准确率第一次达到了人类的水平，远远超出之前的结果，这个结果推动了业界对深度学习追捧的十年，也诞生了很多人工智能独角兽公司，在中国就有商汤、旷世、依图、云从四小龙，都是以图像识别为主业方向。由于这项技术商业变现的局限性，并没有超级公司真正诞生出来(自动驾驶原本是可能方向，但自动驾驶除了依赖图像识别，也依赖即时决策)。商业上对AI的渴求，在巨头公司中诞生了小度、天猫精灵、Siri、Cortana等AI助理产品，大家使用后发现，这些助理达不到实际用户的需求，被戏称为"人工智障"，大家对AI颇为失望，AI逐渐被冷落，进入惨淡发展期。

2022年，ChatGPT横空出世。它良好的交互体验让大家眼前一亮，用户感觉是在跟真正的人对话了，远远超出之前"人工智障"的最高水平，第一次达到了图灵测试水准。

随着大模型技术的迅猛发展，AGI（通用人工智能）的讨论再次成为热点。大模型的崛起让我们看到了AGI的曙光，仿佛触手可及。国际上，OpenAI引领潮流，谷歌、微软等巨头纷纷跟进，推动AI在搜索、PC、手机等领域的变革，为AGI发展注入强大动力。国内方面，科技巨头与新创企业并驾齐驱，智谱、MoonShot等提出独特见解与解决方案，刘知远教授的大规模预训练方向更是奠定坚实基础。在此背景下，我们需重新审视AGI，深入了解技术原理，关注前沿动态，正视不足与局限，以更好地利用AI技术并洞悉AGI发展方向。

一、何为AGI

清华刘知远教授定义的“AGI具象化实现路径”

强人工智能（Strong AI）或通用人工智能（Artificial General Intelligence，简称AGI），是指那些拥有与人类相似甚至超越人类智能水平的人工智能系统。这类AI系统能够全方位地模拟和展现正常人类的智能行为，不仅限于逻辑推理、情感理解，还包括知识获取与自我意识等多个层面。其核心在于深度整合了人类的意识、感性、知识及自觉等特征，使机器具备了更为全面、灵活且自主性强的智能能力。这种智能新形态不仅极大地推动了人工智能领域的发展，更深刻地改变了我们对“智能”这一概念的认知和定义。

二、技术井喷

1、语言智能

最新大语言模型清单

不可否认，人类智能与我们的语言紧密相连。原因在于，抽象是构建逻辑的关键基石，而逻辑则是智能得以形成和发展的基础。语言，作为对世界的一种抽象描述方式，正是通过这套逻辑体系来支撑我们的智能。从更宏观的角度来看，抽象、逻辑、推理与预测这四个环节紧密相连，共同构成了智能的基石。人脑的抽象能力主要基于对概念的语言表达，因此，语言在智能的形成与发展中扮演着至关重要的角色。

值得注意的是，这里所提到的“逻辑”，特指人脑通过抽象能力捕捉到的事物内在规律。这种逻辑依赖于我们的抽象能力才能得以显现。与此同时，客观逻辑则代表了事物之间所固有的联系，这些联系作为一种客观存在，可以被我们抽象成为逻辑形式。

2、多模态智能

VisualGLM-6B

地址：https://github.com/THUDM/VisualGLM-6B
简介：一个开源的，支持图像、中文和英文的多模态对话语言模型，语言模型基于 ChatGLM-6B，具有 62 亿参数；

CogVLM

地址：https://github.com/THUDM/CogVLM
简介：一个强大的开源视觉语言模型（VLM）。

VisCPM

地址：https://github.com/OpenBMB/VisCPM
简介：一个开源的多模态大模型系列，支持中英双语的多模态对话能力（VisCPM-Chat模型）和文到图生成能力（VisCPM-Paint模型）。

Visual-Chinese-LLaMA-Alpaca

地址：GitHub - airaria/Visual-Chinese-LLaMA-Alpaca: 多模态中文LLaMA&Alpaca大语言模型（VisualCLA）
简介：基于中文LLaMA&Alpaca大模型项目开发的多模态中文大模型。VisualCLA在中文LLaMA/Alpaca模型上增加了图像编码等模块，使LLaMA模型可以接收视觉信息。

LLaSM

地址：https://github.com/LinkSoul-AI/LLaSM
简介：第一个支持中英文双语语音-文本多模态对话的开源可商用对话模型。

Qwen-VL

地址：https://github.com/QwenLM/Qwen-VL
简介：是阿里云研发的大规模视觉语言模型，可以以图像、文本、检测框作为输入，并以文本和检测框作为输出。

多模态大模型部分清单与项目地址

显然，人脑之所以能够处理复杂环境，得益于其多感官支持的多模态输入能力。人类智能正是经过数十年的多模态训练而逐渐形成的。因此，在追求类人智能的道路上，大模型也将从多模态训练中汲取巨大力量。

多模态训练的核心意义在于，它能够从多路信息中提炼出不同维度的结构与关系，进而揭示出丰富多元的逻辑联系。实际上，人类的身体可以被视为一种高效的多模态信息输入设备，这也是具身智能的精髓所在。具体来说，人类智能的形成依赖于对人脑结构的塑造，而这种塑造又离不开对现实世界的精准建模。建模过程则依赖于对多模态信息的有效抽象，最终形成的颅内模型能够提升对未来预测的准确性与精确性，这正是人类智能的基石。

3、工具智能

智能体(Agent)经典框架

Agent的核心决策逻辑在于，它能让LLM（大型语言模型）根据不断变化的环境信息，选择执行具体工具或对结果作出判断，进而对环境产生影响。这一过程通过多轮迭代不断重复，直至目标达成。

其决策流程可概括为三个步骤：感知（Perception）、规划（Planning）和行动（Action）。感知是Agent从环境中收集信息并提取相关知识的能力；规划则是Agent为实现某一目标而进行的决策过程；最后，行动则是基于环境和规划作出的具体动作。这三个步骤环环相扣，共同构成了Agent的智能决策体系。

三、大模型三定律

1、Scaling Law

计算量、数据集、参数规模与模型效果的关系

Scaling law的研究深入探讨了模型性能的缩放定律，揭示了模型大小、数据集规模以及训练时所用计算量与交叉熵损失之间的紧密关联。这项研究跨越了七个数量级，通过简单的方程式，我们便能洞察到模型与数据集大小对过拟合现象的潜在影响，以及模型规模如何左右训练速度。这些发现为我们在有限的计算资源下，如何选定最佳的模型训练方案提供了有力的理论支撑。

这些研究成果清晰地表明，只要我们合理地扩大模型规模、扩充数据集并增加计算投入，语言建模的性能就会以平稳且可预测的方式得到显著提升。我们有理由相信，未来更大规模的语言模型将展现出比当前模型更为卓越的性能，并具备更高的样本利用效率。

2、评价比生成容易

OpenAI 超级对齐团队的主管Jan Leike2022 年发表著名论断：评价比生成更容易

Jan Leike原文：https://aligned.substack.com/p/alignment-optimism ；

评估比生成更容易，这一原则至关重要。它意味着，如果我们把精力集中在评估AI系统的行为上，而不是亲自去完成这些任务（尽管AI的生成能力可能尚不及我们），那么我们的研究进程将大大加速。这一特性构成了递归奖励建模（以及在一定程度上，OpenAI提出的Debate框架）的基石：当评估变得比生成更容易时，AI辅助的人类将在与智能水平相当的AI生成器的竞争中占据优势。基于这一前提，我们可以通过为AI系统执行任务创建评估信号，进而训练AI模型，使其能够应对越来越复杂的任务。尽管递归奖励建模的扩展能力并非无限，但它也无需达到无限扩展。只需确保其能够扩展到足以支持我们监督大量对齐研究的程度即可。

3、相对评价比绝对评价容易

相对评价：弱模型来监督强模型

相对评价比绝对评价更易实施：OpenAI基于“评价比生成更容易”的理念，于2023年底成功发表了超级对齐领域的开创性研究——Weak-to-Strong Generalization。该研究的核心思想是利用弱模型来监督强模型，从而实现强模型性能的显著提升。尽管当前我们尚未实现超人智能，但通过模拟实验，即采用两个相对较弱的模型进行相互监督，实验结果充分证明了这一方法的有效性。这与传统机器学习中强模型监督弱模型的做法形成了鲜明对比，为超级对齐这一AI乃至人类发展的重要课题带来了新的希望。

从哲学角度来看，相对评价相较于绝对评价具有更高的可行性。例如，对于非专业设计师而言，直接评价一个网页设计的好坏可能颇具挑战。然而，当面对两个设计方案时，大多数人都能轻松辨别出哪个更优。同样地，在大模型生成内容的评价中，绝对评分往往受到个人喜好和评分习惯的影响，难以形成统一标准。而相对评分，特别是像Chatbot Arena这样的双盲相对评分机制，则能有效规避这些问题，确保评价的客观性和准确性。

四、前沿摸索

1、原生多模态：Sora

Sora经典示例

OpenAI的ChatGPT与近期的Sora，均基于Transformer架构，在AI界掀起热潮。然而，也有权威声音对这一路线提出质疑，更看好世界模型的发展。那么，在通往AGI的道路上，Transformer与世界模型究竟谁能更胜一筹，引领我们走向终极梦想呢？

2、全模态

GPT4o经典示例：看代码出结果做分析

GPT-4的经典示例让我们见证了其强大的实力。只需通过电脑桌面版的ChatGPT进行语音交互，无论是询问代码的功能、函数的作用，还是输出代码后的结果解读，例如温度曲线图中的最热月份或是温度单位等，ChatGPT都能对答如流，准确无误。作为首个原生全模态大模型，GPT-4所展现出的能力着实令人瞩目，这也进一步印证了AGI发展的巨大潜力。

3、世界模型

六根手指：图像生成的阿喀琉斯之踵

在图像生成领域，为何模型经常陷入“六根手指”的怪圈，难以精确生成手部图像？这背后的核心问题，在于自回归框架下的模型缺乏对现实世界的常识性理解。

自回归模型通过利用当前的上下文信息来预测下文，当应用于图像生成时，“图像像素”便成为了模型的上下文。这类模型能巧妙地将训练图像转化为一维序列，借助Transformer转换器进行自回归预测，从而捕捉到像素与高级属性（如纹理、语义、尺寸等）间的微妙联系。然而，这种方法的弊端也显而易见。正由于缺乏对现实世界的常识，模型在预测图像像素时常常会做出违背常理的判断，“六根手指”的怪象便是其中的典型例证。这种偏离现实的“幻觉”现象，已成为自回归模型亟待解决的问题。

面对这一困境，LeCun提出了“世界模型”的构想。他主张，AI应当像婴儿一样学习世界的运作方式，以此提升其常识性理解能力。而实现这一构想的关键，便在于他所提出的JEPA（联合嵌入预测架构）。通过JEPA，我们可以利用一系列编码器来捕捉世界状态的抽象表征，并结合多层次的世界模型预测器，来全方位地预测世界的不同状态及其随时间的变化。这种架构有望引领图像生成模型走出“六根手指”的困境，迈向更为精准、真实的生成新境界。

五、局限与希望

1、当前AI落地三原则

在探讨AGI的当前局限时，我们不难发现，大模型技术正逐渐展现出其惊人的潜能与广泛的应用前景。以下三个原则，不仅揭示了大模型的能力边界，可能也为我们指明了AGI未来的发展方向。

原则一.将一切文字任务都交给大模型。将提案扩展为方案计划书，将分析总结为结论，精炼润色一段啰嗦的文本，将200字扩展成1w字，将1000字周报缩写为100字，等等，大模型都非常擅长。
原则二.将一切跨语言任务都交给大模型。英译汉、汉译英、语音转文本、甚至将自然语言转换为编程语言，大模型在某些任务上已经很擅长，在某些任务上一定会不断更好。
原则三.一切跨图文任务都可以交给大模型。让大模型用一段文字描述一张图片，让大模型将一段文字描述转化为一张图片。大模型完成的质量不一定会很高，但一定有可取之处。

综上所述，三个原则分别对应了归纳与总结（结合RAG工程）、分析与推理（结合Agent工程与Action工具）以及感知与全能（或许是实现AGI的关键路径）。随着技术的不断进步与应用的深入拓展，我们有理由相信，AGI的曙光就在眼前。