OpenAI发布最强推理模型“草莓”！
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2024年9月19日21:47北京
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OpenAI发布了一个全新的针对逻辑推理优化的大语言模型o1模型。官方宣称其推理能力相比较当前的大语言模型（GPT-4o）有了大幅提升。OpenAI宣称o1模型在编程竞赛问题（Codeforces）中排名第89百分位，在美国数学奥林匹克（AIME）的资格赛中位列美国前500名，并且在物理、 生物和化学问题的基准测试（GPQA）上超越了人类博士水平的准确率。
OpenAI o1模型简介
OpenAI o1模型的评测结果
OpenAI o1背后的技术解析
OpenAI隐藏了o1模型背后的原始思维链推理过程
OpenAI o1目前已经可以使用
OpenAI o1模型简介
o1模型是OpenAI训练的一个全新的在推理能力有大幅提升的模型。该模型通过“思维链”（chain of thought）模式训练模型，以实现高效的数据训练过程。
OpenAI的“o1”模型在数学推理方面有了大幅提升，各种数学、编程方面的评测都大幅超过当前已有的模型。以国际奥林匹克数学竞赛（International Mathematics Olympiad，IMO）为例，GPT-4o当前只能解决其中13%的问题，但是OpenAI o1可以解决83%的问题！提升十分明显！
但，当前o1模型本身最大的缺点是推理时间很长。下图展示了OpenAI o1模型技术与当前技术最大的区别。
在复杂推理任务方面，这是一个重大进步，代表了AI能力的新水平。基于这一突破，OpenAI将这个系列重新命名为OpenAI o1，并将计数器重置为1。
OpenAI o1模型的评测结果
OpenAI “o1”在多个高难度智力测试中有卓越表现。OpenAI认为传统的GSM8K、MATH等大模型评测已经失去了区分模型逻辑推理的能力，因此，他们在更加真实的评测中测试了“o1”的水平。
首先，在美国数学邀请赛（American Invitational Mathematics Examination，AIME，美国面向的邀请式竞赛，3个小时15道题）上，o1达到了接近满分的成绩，远超其他AI模型。当前，GPT-4o平均只能解决12%的问题，而OpenAI o1的表现：
单次采样：74%正确率
64次采样共识：83%正确率
1000次采样后重新排序：93%正确率
OpenAI o1的得分相当于全国前500名学生的水平，从这个内容看，OpenAI o1的采样过程也是可以通过改变采样次数来提升推理过程的模型！
在测试化学、物理和生物专业知识的GPQA diamond基准上，o1首次超越了人类专家。
此外，o1在视觉理解测试MMMU上接近人类专家水平（得分78.2%），并在MMLU的大多数子类别中（在57个子类别中的54个中超过了GPT-4o）超过了GPT-4。
上图橙色部分是OpenAI o1模型相比GPT-4o模型提升的部分，还是非常明显的！
这些结果展示了o1在特定问题解决能力上的突破，尽管并不意味着它在所有方面都超越人类专家。总体而言，o1的表现标志着AI在推理和专业知识应用方面的重大进展。
OpenAI o1背后的技术解析
根据OpenAI官方的描述，o1模型的训练使用了一种新的AI训练方法，强调了思维链和强化学习的重要性，以及计算资源对性能的影响。
该模型训练过程使用了一种大规模强化学习算法，用以教模型如何从数据中学会用思维链思考。其核心是可以从较少的高质量数据中学习“思维链”的推理方法，它不仅让模型完成任务，还教模型如何改进思考过程。通过训练，模型学会了改进思维过程、尝试不同策略和识别错误。
学习过程的关键点：
识别和纠正错误：模型学会了发现自己的错误并进行修正。
问题分解：学会将复杂步骤分解成更简单的部分。
灵活尝试：当当前方法无效时，学会尝试不同的解决方案。
此外，在推理过程中，模型也需要模仿这个思考过程，实现“搜索”、“改进”解决方案，因此，这个模型与其它大语言模型最大的区别是推理的过程可能是一个“思考”-“改进”的过程，可以通过改变搜索空间以及推理时间来获得不一样的推理效果。
OpenAI官方给的对比显示，如果允许更长的推理时间，那么模型的表现越好，这样就暗示了模型本身可能存在一个“思考”-“改进”的过程！
训练和推理时间的增加都能让OpenAI o1模型的效果显著提升
此外，OpenAI的“o1”是一个多模态的大模型，在图片理解能力也有类似的提升！
OpenAI隐藏了o1模型背后的原始思维链推理过程
如前所述，OpenAI o1模型在训练和推理过程都使用了思维链方式，在推理阶段，OpenAI提出了“隐藏思维链”的概念（a hidden chain of thought），隐藏思维链被视为一种监控AI模型内部思考过程的有效工具，可用于理解模型的推理过程并检测潜在问题。它提供了一种独特的机会来”读取”模型的”思维”，理解其思考过程。
但是，思维链监控有效性的前提条件是思维链必须忠实和可读。且模型需要自由表达其未经改动的思想。因此，不能在思维链上训练任何政策合规性或用户偏好。
OpenAI经权衡多方面因素（用户体验、竞争优势、监控选项），决定不向用户展示原始思维链。但是，作为补偿，对于o1模型系列，OpenAI会展示一个由模型生成的思维链摘要。
OpenAI o1目前已经可以使用
目前，ChatGPT Plus订阅用户已经可以使用该模型。不过，作为早期模型，尚未具备ChatGPT的许多实用功能，如网页浏览、文件和图像上传等。短期内，GPT-4o在许多常见任务中可能更加有能力。
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