SPU基准发布:116个任务4207个湿实验,AI预测能力仍差得远
鹭羽 发自 凹非寺 量子位 | 公众号 QbitAI 不ber,现在的基准测试都进化到酱婶了??? 这回不刷题了,就直接给AI一组实验条件,让它自己研究、提前猜真实湿实....
鹭羽 发自 凹非寺|量子位
现在的基准测试已经进化到这个程度了——不刷题,直接给AI一组实验条件,让它自己研究、提前猜真实湿实验的结果。
同一个反应换几种条件,哪种能得到更多目标产物?一批抗体变体,哪个表达量更高?
答案先藏好,等AI交卷,再拿实测结果对一对。这事儿现在真值得一测。
近两年,AI for Science这条路越走越深。查文献、调软件,AI都能自己来;一项分析任务连着干上几个小时,也撑得住。
大家自然而然开始进入下一个阶段:我们到底希望AI具备怎样的科研能力?湿实验结果预测,就是其中颇有实际价值的一项。
它需要AI理解实验目标,并从已有知识中挖掘出相关机制,才能更好地帮助研究人员筛选值得进一步探索的研究方向。
新基准Science Prediction Universe(下称SPU)由UniPat AI牵头推出,盯的正是这一点。它包含116个任务、4207个湿实验,横跨化学、材料科学、生物和医学;参与基准顾问和湿实验的合作方,来自斯坦福、康奈尔、哈佛等高校,也有业内前沿科研机构和生物技术公司。
模型践行每次工作8小时制,配有一块
结果出乎所有人意料。即使强如距离真正能实现预测还都很遥远。
各配置在全部已评分任务上的平均得分
不得不说,SPU这是给所有科研模型都上了道硬菜。从前那些看不见摸不着的科研能力,如今都变成了可以统一评估、持续研究的数值。
至于AI的科研判断怎样一步步养成,就有了更为具体的讨论依据。
湿实验预测:值得单独为模型考一次
回到湿实验预测上,首先这的确不是一道新题。科学史上有过很多这样的时刻,一个判断在实验之前被给出,然后交给过程去裁决,对了就留下,错了就推翻。
具体的判断逻辑就构成了科学家的品味。
判断够准、品味够好的科学家,拿到大结果的步子会更快,还能省下不少实验资源。
要知道,湿实验做一轮并不轻松。化学方向要配试剂、定反应条件、再分离产物,生物方向则得走完漫长的蛋白表达。时间和工具开销都不低,一旦结果不理想,还得一轮接一轮地返工。
正因如此,动手前先做预测,成了科研流程里价值最高的一环。
过去这一步全凭科学家自己扛,如今到了AI时代,模型也被要求具备同样的本事,还得有一份能给它打分的试卷。
现有基准覆盖得并不完整,比如
SPU在这些方面都不一样。
它把AI自主研究的过程和湿实验结果的预测合到一块儿考,既看预测准不准,也看科学工具用得怎么样、长程任务能不能执行下来。
图表由AI生成
SPU把这种判断做成了明确的任务。
100个公开任务分别来自85篇近期发表的论文,领域专家从这些研究里整理出候选项、材料、条件与测量方式,并把完整的定量结果留下来当评分依据。
另有16个私有任务,取自四组尚未发表的合作湿实验,涉及
合计32个子领域、4207个实验。公开研究提供了跨学科的任务来源,实测结果对模型保密;未发表实验则补上了一层检验,独立于公开论文里的答案。
这样一来,模型提前见过题目的情况能在一定程度上被挡住。
SPU的任务覆盖与来源
题目的筛选同样有门道。
专家会优先挑测量完整、条件清楚的研究。那种顺着单一趋势就能排好序的简单问题,会被直接拿掉;数值彼此过于接近的题目,也被认为参考价值不大。
留下来的题,难度更高,区分度也更强。
具体到预测环节,模型每次要跑八小时,配置为8核CPU、16 GiB内存和一块
在这段时间里,模型得自己去搜集证据、挑选计算方法,最后交出各比较组从低到高的预测排序。
评分全程在独立、断网的容器里进行,AI不许检索原始研究结果,工具输出还会被自动扫描,用来识别源论文的DOI、标题等标识符,防止记忆污染。
最终,系统用Spearman相关系数把预测排序和实测排序对照起来。
系数越靠近1,说明排序越接近实验结果。
SPU的评测流程
还有一点挺有意思:不少基准测试没顾上的细节,SPU也留意到了。
拿最终得分来说,SPU会先琢磨一件事:这分数会不会只是撞大运撞上的。
为此,每道题它都会另外生成4000份随机排序,取第95百分位当作随机水平的门槛,再看模型交上来的结果有没有明显越过这条线。不同任务也各有一套对应的参照标准。
整套SPU的设计,讲究的就是一个科学严谨。
模型得在里面自己一步步判断哪些地方值得动手算,最后再把预测交上去。
这套设计一头能衡量眼下AI做湿实验预测的本事,另一头也给后来者留了把统一指标当尺子、持续改进实验的路子。
话不多说,接下来就一起看看首批前沿模型交出的成绩单。里面的细节,还真值得单独拎出来聊聊。
全新的测试,让前沿模型集体绷不住了
SPU首轮系统评测一共覆盖12款前沿模型、13种配置。所谓配置,指的是模型本身、推理强度,还有所用的模型框架。
先看整体成绩。
一句话概括:都不咋地。
在全部已评分的任务上,平均分最高的是
13个配置里几乎都是这个局面:能越过随机水平阈值的任务比例,只有34%~52%。
换句话说,在场这些模型,离真正可靠的湿实验预测都还差着不短的一段路。
领先组与落后组的行为对比分析
不过模型和模型之间也有高下之分,平均表现可以分成两个梯队:
领先组(6个模型)和落后组(7个模型)。
同题较量下来,领先组平均还是比其余七个高出约0.15分。
还有个细节值得留意。领先组大约9%的任务得分在0以下,其余七个配置的这一比例能到22%。
这里的0,指的是随机有效排序的平均分;负分就意味着预测和实际排序反着来了。
那差距到底出在哪儿?研究团队又往下挖了一层。
他们先把同题中其它模型的预测汇总成一份参考排序,再把实验两两配对,对着实测结果核对每个模型单独有没有排对。
在参考排序正确的实验对上,领先组能排对86%,其余七个配置是78%;至于参考排序错误的实验对,两组独立排对的比例都在30%上下。
所以领先组的一部分优势,其实恰恰体现在大家共同预测正确的地方——这部分上领先组始终更稳。
至于模型为什么会偏离正确判断,运行记录里藏着更具体的线索。
拿溶液任务来说,同一个聚合反应先后换用12种溶剂,要求模型按最终分离出的聚合物质量给出排序。
Opus 5.5与Qwen3.8在同一道任务上的两次执行记录显示,两者从一开始盯住的因素就不一样。
换句话说,判断依据选在哪一步,往往就决定了后面答案往哪边走。
Qwen3.8
虽然
照此推断,预测出错的环节最可能落在挑选判断依据那一步;模型还得学会顺着线索随时调整排序思路,这些发现才可能真正作用到答案上。
把结果拆开看,差异还会随学科和任务本身而变。
公开任务各学科的已评分结果里,化学平均分最高的是Opus 5.5,材料科学则是
P.S.
四个学科上各模型的得分情况
所以要让AI参与某类研究,可以先找一个相关任务用SPU测一测,确认模型确实适用,再开展正式实验。
私有任务的结果把这件事说得更清楚。
13个配置里有12个的平均分明显高于随机排序,配置彼此之间没检出显著差异。反倒是不同任务带来的起伏更扎眼。
同一批电解液,预测离子电导率时13个配置的排序相关系数落在0.89~0.95;换到电化学窗口,12个获评分配置的得分是-0.55~0.07,都没越过随机水平的阈值。
模型没换,测量目标一改,成绩分布就变了样。
下次评价一个模型,光说它擅长化学还不够,得看它面对的是哪种测量目标、哪些实验条件。
16个私有任务上各模型的预测表现
还有一件事挺反直觉:
按常理,给模型更多时间、更高的推理强度,成绩总该继续往上走吧?
大家平时也是这么想的,实际也是这么做的。
可SPU的结果一出来,这想法直接被推翻——
同样跑8小时运算,研究团队把
预测得分却几乎没动。
嗯?研究团队还专门回头查了模型的运行记录。
一查才发现,在完成的79个任务上,GPT-6 Astra的最高推理强度通常跑到中位26%时就已经交出答案了。
模型后面接着算、接着改,可动的都是小地方,结果上没看出什么差别。
换个说法,推理强度往上加,结果未必跟着变好。
GPT-6 Astra在两种推理强度下的投入与表现
这个现象其实给资源分配提了个醒:想追加计算,别一股脑往上冲,费时费力还未必落好。
更细的办法是照着运行记录逐项看,先弄清新加的证据到底对应哪一步判断,再有针对性地把算力补在局部。
工具使用上也出现了类似的情况。
GPT-6 Astra Max每次运行用到的方法类别中位数是4类,Medium只有1类,可两种配置的得分照样没检出显著差别。
道理差不多,好工具没用在关键处。
比如
科学计算工具调用情况
说到底,工具用得多,不如用得准。
GPU的使用情况也能说明点问题。
GPU算力给得足足的,真正跑成功的GPU计算只有255次,连五分之一都不到。
模型不同、学科不同,跑GPU的情形也不一样,光看调用GPU的次数,很难说明模型的科研能力。
算力到底帮没帮上忙,得看它拿去算了什么、算出来的结果对预测有没有用、这些结果又怎么影响最终排序。
关键还是把算力引到和排序相关的物理量上,模型预测才能更准。
GPU使用统计
再把成本摆在一起看,各配置每次运行的平均API成本从0.22美元到65.91美元不等,差了足足300倍。
也就是说,SPU把预测表现和调用成本一起给出,对打算部署科研模型的团队来说是个不错的参考。
从整体得分到同题轨迹,SPU把模型差异摊开在科研判断的每个细节上,算力、成本都算在内。
AI算出的数值对预测帮助有多大;预测错了,又该回头查哪些判断……这些都能结合实验结果和运行记录接着分析。
下一轮改进也就有了能明确试的方向:
借助SPU,模型可以更早发现错误假设,更有依据地保留或改动排序。改完再放回同样的任务,看预测是不是更准了。
把「检验理解」搬进模型的考场
可以说,SPU与。
AI4S
不过,执行之外还有预测。它是科研流程里绕不开的一步,也最难量化,如今总算有了可衡量的办法。
这带来两方面的好处。
研究者可以据此看清:哪些测量目标更好预测,哪些任务差异最大,一次误判又是怎么形成的。昂贵的实验资源能省下来,决策时间也能缩短。
对做模型的人来说,这也给出了一份更具体的改进参照。
实验类型越积越多,评测就能回答更细的问题:碰到哪些材料、实验条件与测量方式,AI给出的排序更靠谱、更值得参考。
科学家也就能围绕同一类问题,持续积累进展。
其实,SPU只是UniPat AI一系列真实工作评测中的一角:
ScienceVision
PaperBenchX
SaaS-Bench ……
这些工作横跨科研、办公与软件开发,关心的共同点是:AI进入具体工作后怎么把任务做完,结果又怎么验证。
这也从侧面说明,对于AI走进科研实践、乃至走进真实世界,UniPat AI有着独到的行业认知和前瞻判断。
UniPat AI还展示了一种新的AI合作模式:
领域专家负责任务的筛选与审核,合作实验室拿出未发表的任务,项目团队则把不同学科的实验组织成统一的评测任务。
UniPat AI 是 SPU 项目的牵头方,顾问团队来自斯坦福、康奈尔、哈佛、UIC、北大、港科大和 FutureHouse;湿实验环节则由优睿赛思、爱博泰克、深度原理与恩和生物的合作成员共同完成。
跨学科知识与实验资源就这样进入同一套评测过程。SPU既承载了对问题的选择,也呈现出把科研问题组织成可执行任务所需的协作。
目前SPU相关的100个公开任务计划以完整的
诚然,面对这套SPU机制,今天的AI还只是个新手。
它用工具飞快,8小时里装好三套软件、跑完我算的这个量——问题是,这是不是实验真正需要测的那个量。
但随着这类任务不断积累,AI究竟能承担怎样的科研工作,也会变得清晰。
SPU把这段距离量了出来。接下来的每一次考试,都是AI向真实实验台靠近的记录。
项目主页:https://spu.unipat.ai 论文链接: https://arxiv.org/abs/2611.15049 GitHub开源链接: https://github.com/UniPat-AI/SPU