世界模型:让机器学会「脑补」

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先讲个直觉

你站在桌边,看到一杯水放在桌沿。你不需要真的把它推下去,就知道它会摔碎。

这件事对人类来说太自然了,自然到我们从来不觉得这是一种"能力"。但对机器人来说,这几乎是最难的事情之一——在脑子里模拟一下还没发生的事,然后据此做出决策。

这就是世界模型(World Model)想解决的问题。

到底什么是世界模型

说白了,世界模型就是AI脑子里装的一个"物理世界模拟器"。

传统的AI做决策,基本上是刺激-反应模式:看到什么,就做什么。像极了一只训练有素的巴甫洛夫的狗。这在围棋、下象棋这种完全信息博弈里够用了,但放到真实物理世界就抓瞎——现实世界太复杂了,你不可能穷举所有情况。

世界模型的思路不一样:我先在脑子里建一个模型,大概知道这个世界是怎么运转的。要做决策的时候,先在"脑内模拟器"里跑一遍,看看各种方案的结果,再挑最靠谱的那个去执行。

听起来很像人类思考的方式?没错,本来就是从认知科学那边借来的思路。

这东西到底能干嘛

自动驾驶:不撞南墙也知道回头

自动驾驶可能是世界模型最刚需的落地场景。

你在开车的时候,前方有辆车在变道,你会下意识预判它接下来的轨迹,提前做出反应。现在的自动驾驶系统想做到这一点,一种方式是写一堆规则,另一种就是让AI自己学会"脑补"其他交通参与者的行为。

Wayve做的GAIA-1,Tesla FSD里隐含的世界理解能力,本质上都在往这个方向走。不是等事故发生了再反应,而是在脑子里先把可能的场景都"演"一遍。

机器人操作:先想再动手

让机器人去厨房做个三明治,这件事为什么难?因为每一步操作都会改变场景状态——拿起面包、挤上酱、放上生菜,每个动作的结果都是下一步决策的前提。

没有世界模型的机器人就像一个不会"预判"的新手厨师,每一刀切下去之前都不知道食材会往哪边倒。有了世界模型,它可以在动手之前先"想象"一下:这个角度抓取的话,面包会不会被捏扁?

Google DeepMind的DayDreamer就是个典型例子——机器人在现实中操作几分钟,收集一些经验,然后在"想象"中把这些经验翻来覆去地练习,效率比纯靠真实操作学习高了一大截。

视频生成:本质上就是在"脑补"未来

这里要说一个很多人没意识到的事情:Sora本质上就是一个视觉世界模型。

给它当前帧,它预测未来帧。它在做的事情就是"根据现在的世界状态,想象接下来会发生什么"。只不过OpenAI把它包装成了一个视频生成工具。

Google DeepMind做的Genie更有意思——给它一张图片,它能生成一个可交互的2D游戏世界。你按方向键,画面就会像真的游戏一样响应。这已经不是"生成视频"了,这是在凭空造出一个可互动的虚拟世界。

游戏AI:在梦里练级

世界模型最早其实是在游戏领域玩起来的。2018年David Ha的那篇《World Models》论文,让AI在赛车游戏里先学会"做梦"——用一个生成模型学会游戏世界长什么样,然后在梦境里练习开车,最后放到真实游戏里居然也能跑。

后来DeepMind的MuZero更狠——它连游戏规则都不需要知道,自己学出一个世界模型来,然后在"想象"中推演,照样把围棋、国际象棋、Atari游戏打到超人水平。

现在做到哪了,还差什么

说了这么多好听的,现在坦诚聊聊差距。

物理规律这关还没真正过。 你去看Sora生成的视频,仔细看的话经常能发现穿帮——物体突然穿模、液体流动不对劲、因果关系莫名其妙。说明当前的模型学到的是"看起来像"而不是"真的懂"物理。这是像素级建模的固有缺陷,光靠看视频,很难真正理解重力和碰撞。

3D理解还在早期。 现在大多数世界模型还在2D像素空间里折腾。但真实世界是三维的。怎么把NeRF、3D Gaussian Splatting这些三维重建技术跟世界模型结合起来,让AI真正在三维空间里"想象"?这块还有大量工作要做。

层次化推理是个大坑。 人类思考是分层的——你计划明天做什么(小时级),规划怎么炒个菜(分钟级),控制手臂翻炒(毫秒级),三个层次的"世界模型"是不同的。现在的AI世界模型基本还是一层打通,没有这种优雅的层次结构。

持续更新很难。 世界是变化的,你的模型不能训完就锁死。机器人搬到新厨房了,碗放的位置变了,灶台的火力不一样了。怎么让世界模型持续学习、增量更新而不忘掉之前学过的东西?在线学习这块依然是个老大难问题。

几个值得关注的声音

LeCun对世界模型的执念是出了名的。他在各种场合反复说:光靠语言模型走不到AGI,你必须有对物理世界的理解。他提出的JEPA架构就是奔着"多模态统一世界模型"去的——把视觉、语言、触觉等等全部用联合嵌入的方式统一建模。

NVIDIA的Jim Fan团队则从具身智能的角度切入,他们认为要做通用机器人,底层必须有一个"基础世界模型",就像LLM是语言任务的基础一样。

Danijar Hafner的Dreamer系列工作则走了一条更务实的路——在连续控制任务中,世界模型已经能实打实地提高样本效率和最终性能。不是画大饼,是真的能用。

我的一点看法

世界模型这个方向,我觉得最有意思的点在于:它可能是"生成式AI"和"决策式AI"的交汇点。

过去几年,生成式AI和强化学习基本是两条平行线。大语言模型火归火,但它不碰物理世界;机器人研究实打实但天花板低,因为数据太少、仿真太贵。

世界模型有可能把这两条线焊接在一起——用生成模型的能力来构建仿真环境,再用强化学习在这个"想象出来的"环境中训练决策。视频生成不再只是拿来发抖音的,它是机器人的"想象力引擎"。

当然,距离这个愿景真正实现还有很长的路要走。但方向是清晰的:让机器从"看到什么做什么"的条件反射,进化到"先想一想再行动"的深思熟虑。

说到底,这不就是智能本身的含义吗。


写于2026年2月。如果半年后回头看这篇文章觉得说的都是废话了,说明这个领域发展得够快。