MicroVerse : Une exploration préliminaire vers une simulation d'un micro-monde
MicroVerse: A Preliminary Exploration Toward a Micro-World Simulation
February 28, 2026
Auteurs: Rongsheng Wang, Minghao Wu, Hongru Zhou, Zhihan Yu, Zhenyang Cai, Junying Chen, Benyou Wang
cs.AI
Résumé
Les récentes avancées en génération vidéo ont ouvert de nouvelles voies pour la simulation macroscopique de systèmes dynamiques complexes, mais leur application aux phénomènes microscopiques reste largement inexplorée. La simulation à l'échelle microscopique présente un grand potentiel pour des applications biomédicales telles que la découverte de médicaments, les systèmes d'organes sur puce et les études des mécanismes des maladies, tout en montrant des perspectives prometteuses dans l'éducation et la visualisation interactive. Dans ce travail, nous présentons MicroWorldBench, un benchmark multi-niveaux basé sur une grille d'évaluation pour les tâches de simulation microscopique. MicroWorldBench permet une évaluation systématique via 459 critères uniques annotés par des experts, couvrant plusieurs tâches de simulation microscopique (par exemple, les processus au niveau des organes, la dynamique cellulaire et les interactions moléculaires subcellulaires) et dimensions d'évaluation (par exemple, la fidélité scientifique, la qualité visuelle, le respect des instructions). MicroWorldBench révèle que les modèles actuels de génération vidéo à l'état de l'art échouent dans la simulation microscopique, présentant des violations des lois physiques, des incohérences temporelles et un désalignement avec les critères experts. Pour remédier à ces limitations, nous avons constitué MicroSim-10K, un ensemble de données de simulation de haute qualité vérifié par des experts. En exploitant cet ensemble de données, nous avons entraîné MicroVerse, un modèle de génération vidéo spécialisé pour la simulation microscopique. MicroVerse peut reproduire avec précision des mécanismes microscopiques complexes. Notre travail introduit pour la première fois le concept de simulation du monde microscopique et présente une preuve de concept, ouvrant la voie à des applications en biologie, éducation et visualisation scientifique. Notre travail démontre le potentiel des simulations éducatives de mécanismes biologiques à l'échelle microscopique. Nos données et notre code sont disponibles publiquement à l'adresse https://github.com/FreedomIntelligence/MicroVerse.
English
Recent advances in video generation have opened new avenues for macroscopic simulation of complex dynamic systems, but their application to microscopic phenomena remains largely unexplored. Microscale simulation holds great promise for biomedical applications such as drug discovery, organ-on-chip systems, and disease mechanism studies, while also showing potential in education and interactive visualization. In this work, we introduce MicroWorldBench, a multi-level rubric-based benchmark for microscale simulation tasks. MicroWorldBench enables systematic, rubric-based evaluation through 459 unique expert-annotated criteria spanning multiple microscale simulation task (e.g., organ-level processes, cellular dynamics, and subcellular molecular interactions) and evaluation dimensions (e.g., scientific fidelity, visual quality, instruction following). MicroWorldBench reveals that current SOTA video generation models fail in microscale simulation, showing violations of physical laws, temporal inconsistency, and misalignment with expert criteria. To address these limitations, we construct MicroSim-10K, a high-quality, expert-verified simulation dataset. Leveraging this dataset, we train MicroVerse, a video generation model tailored for microscale simulation. MicroVerse can accurately reproduce complex microscale mechanism. Our work first introduce the concept of Micro-World Simulation and present a proof of concept, paving the way for applications in biology, education, and scientific visualization. Our work demonstrates the potential of educational microscale simulations of biological mechanisms. Our data and code are publicly available at https://github.com/FreedomIntelligence/MicroVerse