论文

Model Discovery Agent:LLM辅助贝叶斯实验设计实现数据高效的机制世界模型发现

Model Discovery Agent: LLM-assisted Bayesian experiment design for data-efficient discovery of mechanistic world models

智能体系统Agent 架构与控制循环

摘要

科学的一个首要目标是从有限的实验数据中学习机制性世界模型,既为了解释观测,也为了预测新颖干预的效果。我们提出Model Discovery Agent(MDA),它将面向M-open模型发现的大语言模型提案、基于信息价值(Value of Information)的实验设计以及对模型结构、参数和随机潜在轨迹的近似贝叶斯推断相结合。我们将MDA应用于学习ChemBench的符号反应速率定律、GlucoseBench的部分可观测ODE模型,以及我们新构建的随机单神经元仿真器的部分可观测SDE模型。在附录中,我们还展示了BoxingGym中其他多个领域的结果。结果表明,与多种基线方法相比,MDA具有更高的样本效率,且学到的模型既是良好的预测器,也提供了各领域的可解释抽象。

Model Discovery Agent:LLM辅助贝叶斯实验设计实现数据高效的机制世界模型发现:论文配图
(a) (b) 图1:(a) MDA发现循环。详情见算法1。(图基于(Elteto et al., 2026, Fig.2)。)(b) 在yukawa物理环境中由MDA发现的模型的准确率-复杂度Pareto前沿。两个轴均以比特为单位且为线性标度,因此凸角显而易见。yy轴为不准确度,即以比特计的力的绝对相对误差 |log2⁡(Fpred/Ftrue)|\big|\log_{2}(F_{\text{pred}}/F_{\text{true}})\big|。详情见第4.1节。(图基于(Udrescu & Tegmark, 2020, Fig 1)。)