Исследователь в области искусственного интеллекта: к полностью автоматизированному открытому научному открытию

The AI Scientist: Towards Fully Automated Open-Ended Scientific Discovery

August 12, 2024

Авторы: Chris Lu, Cong Lu, Robert Tjarko Lange, Jakob Foerster, Jeff Clune, David Ha

cs.AI

Аннотация

Одним из главных вызовов искусственного общего интеллекта является разработка агентов, способных вести научные исследования и открывать новые знания. Хотя передовые модели уже использовались в качестве помощников человеческим ученым, например, для генерации идей, написания кода или выполнения задач прогнозирования, они все еще выполняют лишь небольшую часть научного процесса. В данной статье представлена первая комплексная концепция полностью автоматического научного открытия, позволяющая передовым крупным языковым моделям проводить исследования независимо и делиться своими результатами. Мы представляем ИИ-ученого, который генерирует новые исследовательские идеи, пишет код, проводит эксперименты, визуализирует результаты, описывает свои выводы, составляя полноценную научную статью, а затем запускает симулированный процесс рецензирования для оценки. В принципе этот процесс может быть повторен для итеративного развития идей в открытом формате, действуя подобно человеческому научному сообществу. Мы демонстрируем его универсальность, применяя его к трем различным подобластям машинного обучения: моделированию диффузии, моделированию языка на основе трансформеров и изучению динамики обучения. Каждая идея реализуется и развивается в полноценную статью по стоимости менее $15 за статью. Для оценки сгенерированных статей мы разрабатываем и проверяем автоматизированного рецензента, который, как мы показываем, достигает почти человеческой производительности при оценке баллов статей. ИИ-ученый способен производить статьи, превышающие порог принятия на ведущей конференции по машинному обучению, как показывает наш автоматизированный рецензент. Этот подход означает начало новой эры в научных открытиях в области машинного обучения: привнесение трансформационных выгод агентов ИИ в весь исследовательский процесс самого ИИ и приближение нас к миру, где бесконечное доступное творчество и инновации могут быть освобождены для решения самых сложных проблем мира. Наш код открыт и доступен по ссылке https://github.com/SakanaAI/AI-Scientist

English

One of the grand challenges of artificial general intelligence is developing agents capable of conducting scientific research and discovering new knowledge. While frontier models have already been used as aids to human scientists, e.g. for brainstorming ideas, writing code, or prediction tasks, they still conduct only a small part of the scientific process. This paper presents the first comprehensive framework for fully automatic scientific discovery, enabling frontier large language models to perform research independently and communicate their findings. We introduce The AI Scientist, which generates novel research ideas, writes code, executes experiments, visualizes results, describes its findings by writing a full scientific paper, and then runs a simulated review process for evaluation. In principle, this process can be repeated to iteratively develop ideas in an open-ended fashion, acting like the human scientific community. We demonstrate its versatility by applying it to three distinct subfields of machine learning: diffusion modeling, transformer-based language modeling, and learning dynamics. Each idea is implemented and developed into a full paper at a cost of less than $15 per paper. To evaluate the generated papers, we design and validate an automated reviewer, which we show achieves near-human performance in evaluating paper scores. The AI Scientist can produce papers that exceed the acceptance threshold at a top machine learning conference as judged by our automated reviewer. This approach signifies the beginning of a new era in scientific discovery in machine learning: bringing the transformative benefits of AI agents to the entire research process of AI itself, and taking us closer to a world where endless affordable creativity and innovation can be unleashed on the world's most challenging problems. Our code is open-sourced at https://github.com/SakanaAI/AI-Scientist