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谷歌DeepMind发布了新一代预测蛋白质结构的AlphaFold 3模型，能够帮助科学家更精确地针对疾病机制，从而开发出更有效的治疗药物。

AlphaFold 3是一种人工智能(AI)模型，它可以预测蛋白质、DNA、RNA等生物分子的结构以及它们如何相互作用。

DeepMind首席执行官戴密斯·哈萨比斯表示，AlphaFold 3对我们来说是一个重要的里程碑。“生物学是一个动态系统，你必须了解生理特性是如何通过细胞中不同分子之间的相互作用而产生的。你可以把AlphaFold 3看作是我们朝着这个方向迈出了一大步。”

哈萨比斯补充说，相关的突破性研究论文将于周三发表在《自然》上，AlphaFold 3可以显著减少开发改变生活的治疗手段所需的时间和资金。

另外，DeepMind还推出了AlphaFold Server，它是一个供全球科学家用于非商业研究的免费平台。

AlphaFold 3是首次有一个单一的系统能够以最先进的性能预测几乎所有分子类型之间的相互作用。

诺贝尔奖获得者、遗传学家保罗·纳斯评论称，AlphaFold正在不断改进，并且对于生物学研究越来越重要了。AlphaFold 3能够以更高的准确性预测不同大分子之间复合物的结构，以及大分子、小分子和离子之间的相互作用。

南安普顿大学的Ivo Tews博士称AlphaFold 3是一个飞跃，并表示他的实验室将用它来开发用于治疗癌症的药物。

引言：

自动驾驶汽车的研发需要大量的测试和验证，而现实世界的测试不仅成本高昂，而且存在安全隐患。因此，高效且逼真的模拟器成为了自动驾驶技术发展的重要工具。然而，现有的模拟器往往缺乏真实交通行为，且不易根据不同的需求进行修改。为了解决这些问题，研究人员开发了TorchDriveEnv，一个轻量级且易于使用的强化学习基准测试环境，为自动驾驶模拟带来了新的突破。

TorchDriveEnv的特点：

• 逼真的交通环境： TorchDriveEnv与先进的行为模拟API集成，可以模拟真实世界中复杂的交通场景，包括各种类型的车辆、行人、自行车等，并具有反应性、现实性和多样性的行为。
• 易于使用和修改： TorchDriveEnv完全用Python编写，并遵循OpenAI Gym环境标准，方便与各种强化学习库集成。用户可以轻松修改动力学模型、传感器参数、奖励函数等，以满足不同的测试需求。
• 支持多智能体环境： TorchDriveEnv不仅可以模拟单一车辆的驾驶行为，还可以模拟多辆车之间的交互，更真实地反映现实世界中的交通状况。
• 提供训练和验证环境： TorchDriveEnv包含训练和验证环境，可以帮助研究人员评估学习控制器的泛化能力，确保其在不同环境下都能表现良好。
• 可视化工具： TorchDriveEnv提供可视化工具，可以帮助用户直观地观察训练过程和结果，更好地理解智能体的学习过程和策略。

TorchDriveEnv的应用：

TorchDriveEnv可以用于各种自动驾驶相关的研究和开发，例如：

• 强化学习算法的测试和评估： 研究人员可以使用TorchDriveEnv测试和比较不同的强化学习算法，找到最适合自动驾驶任务的算法。
• 自动驾驶控制器的训练： 开发人员可以使用TorchDriveEnv训练自动驾驶控制器，使其能够在复杂的交通环境中安全高效地驾驶。
• 交通场景的模拟和分析： 研究人员可以使用TorchDriveEnv模拟各种交通场景，并分析交通流量、拥堵情况等，为交通规划和管理提供参考。

未来展望：

TorchDriveEnv为自动驾驶模拟带来了新的突破，但仍有许多可以进一步探索的方向，例如：

• 更复杂的场景和交互： 开发更复杂的交通场景，例如恶劣天气、道路施工等，以及更丰富的交互模式，例如车辆之间的通信和协作。
• 更精确的性能评估： 研究和设计更精确的性能评估方法，超越平均回报，以更好地捕捉智能体在模拟环境中的安全性和效率。
• 传感器模拟和融合： 改进传感器模拟，包括摄像头、雷达和激光雷达，并研究多传感器数据融合对自动驾驶决策的影响。
• 实时应用： 研究如何将强化学习算法部署到实时自动驾驶系统中，以及如何处理实时应用中的延迟和计算限制。

结语：

TorchDriveEnv为自动驾驶技术的研发提供了强大的工具，推动了自动驾驶模拟和强化学习领域的发展。相信随着技术的不断进步，自动驾驶汽车将更快地走进我们的生活，为我们带来更加安全、便捷的出行体验。

人工智能（AI）近年来取得了巨大的进步，例如自动驾驶汽车和游戏AI等，它们在特定任务中展现出超人的能力。然而，这些系统往往缺乏人类的泛化能力、可解释性和与人类协作的能力，这限制了它们在更广泛领域的应用。

Policy Learning with a Language Bottleneck (PLLB) 框架应运而生，它试图通过将语言融入AI决策过程中，来解决上述问题。PLLB的核心思想是让AI代理生成语言规则，这些规则能够捕捉它们最优行为背后的策略。

PLLB如何运作？

PLLB框架包含两个关键步骤：

• 规则生成 (gen_rule): 通过对比高奖励和低奖励的情境，引导语言模型生成解释代理成功行为的语言规则。
• 规则引导的策略更新 (update): 根据生成的规则，学习新的策略，使代理的行为更符合规则。

通过这两个步骤的循环迭代，AI代理能够学习到更具有人类特征的行为，并将其策略转化为可理解的语言规则。

PLLB的优势：

• 可解释性: 生成的语言规则使AI的行为更加透明，人类可以更容易理解AI的决策过程。
• 泛化能力: 通过学习抽象规则，AI代理能够将知识迁移到新的情境中，提高泛化能力。
• 人机协作: 人类可以理解AI生成的规则，从而更有效地与AI协作，共同完成任务。

实验验证：

论文通过多个实验验证了PLLB的有效性，例如：

• SELECTSAY游戏: AI代理能够学习到更符合人类直觉的策略，并通过数字信息与人类玩家合作。
• MAZE迷宫任务: AI代理能够推断出迷宫的结构，并将知识迁移到新的迷宫中，同时也能将这些知识传递给人类玩家。
• 图像重建任务: AI代理能够生成描述图像的语言指令，帮助人类或其他AI代理重建图像。

未来展望：

PLLB框架为AI研究开辟了新的方向，未来可以探索以下方向：

• 将PLLB应用于更复杂的任务，例如需要考虑长期目标和复杂奖励函数的任务。
• 探索PLLB在人机交互中的应用，例如在需要协作和沟通的场景中。
• 研究PLLB在不同语言和文化背景下的表现，以及如何适应不同的交流习惯。

总结：

PLLB框架通过将语言融入AI决策过程中，有效地提高了AI的可解释性、泛化能力和人机协作能力，为未来AI的发展提供了新的思路和方向。

This paper introduces Policy Learning with a Language Bottleneck (PLLB), a novel framework addressing the limitations of modern AI systems in terms of generalization, interpretability, and human-AI interaction. While AI agents excel in specific tasks, they often lack the ability to adapt to new situations, explain their actions, and collaborate effectively with humans.

PLLB tackles these challenges by:

1. Generating Linguistic Rules: The framework leverages language models to generate rules that explain the agent’s successful behaviors, effectively capturing the underlying strategies. This is achieved by comparing high-reward and low-reward episodes and prompting the language model to provide rules leading to success.
2. Policy Update Guided by Rules: The generated rules are then used to update the agent’s policy, aligning its behavior with the identified successful strategies. This is done by incorporating the rules as a regularization term in the reinforcement learning update rule.

Benefits of PLLB:

• Interpretability: The generated rules offer insights into the agent’s decision-making process, making its actions more understandable for humans.
• Generalization: By learning abstract rules instead of specific actions, the agent can better adapt to new situations and environments.
• Human-AI Collaboration: The rules can be shared with humans, facilitating communication and coordination in collaborative tasks.

Experiments and Results:

The paper demonstrates the effectiveness of PLLB through various experiments:

• SELECTSAY: A two-player communication game where PLLB agents learn human-interpretable strategies.
• MAZE: A maze-solving task where agents generalize their knowledge to new mazes and share it with humans for improved performance.
• BUILDER and BIRDS: Image reconstruction tasks where agents use language to describe images and collaborate with humans for accurate reconstruction.

The results show that PLLB agents outperform baselines in terms of generalization, interpretability, and human-AI collaboration.

Future Directions:

The paper suggests several avenues for further research:

• Complex Reward Functions: Applying PLLB to tasks with complex reward functions, potentially involving human preferences.
• Transparency and Predictability: Utilizing language rules to enhance the transparency and predictability of AI systems in various applications.
• Generating Diverse Language Information: Expanding PLLB to generate explanations, goals, and learning strategies for cultural transmission or novel update functions.
• Long-Term Sensorimotor Trajectories: Adapting PLLB to handle complex data like robot sensorimotor trajectories.
• Multimodal Models: Leveraging advancements in multimodal models for improved rule generation and applicability.
• Human-AI Interaction: Further exploring PLLB’s potential in collaborative scenarios.

Overall, PLLB presents a promising approach to bridge the gap between AI performance and human-like capabilities, paving the way for more interpretable, generalizable, and collaborative AI systems.

引言： 软件开发是一个复杂且耗时的过程，需要程序员具备高超的技能和丰富的经验。近年来，人工智能领域的突破性进展，特别是大型语言模型（LLMs）的出现，为软件开发带来了革命性的变革。其中，IBM Granite Code Models 作为代码智能领域的佼佼者，正在引领软件开发进入一个全新的时代。

代码智能的崛起： LLMs 通过学习大量的代码数据，能够理解编程语言的语法和语义，并具备生成代码、修复 bug、解释代码等能力。Granite Code Models 作为专门针对代码智能任务设计的 LLM 系列，拥有以下优势：

• 多语言支持： 训练数据涵盖 116 种编程语言，能够理解和生成多种语言的代码。
• 多任务处理： 擅长代码生成、修复、解释、编辑、翻译等多种任务。
• 性能优越： 在多个基准测试中，Granite Code Models 表现出优于现有开源代码 LLMs 的性能。
• 灵活部署： 提供不同规模的模型，满足不同应用场景的需求，从复杂的应用现代化到设备内存受限的用例。
• 开源共享： 在 Apache 2.0 许可下发布，方便研究人员和开发者使用和改进。

Granite Code Models 的应用： 这些模型可以应用于以下场景：

• 代码生成： 自动生成代码片段，提高开发效率。
• 代码修复： 自动检测并修复代码中的错误，减少调试时间。
• 代码解释和文档： 生成代码的解释和文档，提高代码可读性和可维护性。
• 代码维护： 维护代码库，包括代码翻译和应用现代化。

未来展望： Granite Code Models 的出现，标志着代码智能技术迈向了一个新的阶段。未来，我们可以期待以下发展：

• 模型泛化能力提升： 能够处理更多未见过的编程语言和领域。
• 指令理解能力增强： 更好地理解和执行自然语言指令。
• 模型解释性提高： 让开发者更容易理解模型生成代码的原因和逻辑。
• 代码质量优化： 生成更可读、可维护和高性能的代码。

结语： IBM Granite Code Models 作为代码智能领域的先锋，正在改变软件开发的方式，提高开发效率，降低开发成本，并推动软件开发进入一个更加智能化和自动化的时代。随着技术的不断发展，我们可以期待代码智能技术在未来发挥更大的作用，为软件开发带来更多惊喜和可能性。

This paper introduces Granite Code Models, a series of decoder-only LLMs designed for code intelligence tasks. These models aim to revolutionize the software development process by:

• Boosting developer productivity: Integrating into development environments to enhance human programmer efficiency.
• Automating complex tasks: LLM-based agents show promise in handling intricate tasks autonomously.

The paper addresses several key issues with existing code LLMs:

• Performance and cost: Large general-purpose LLMs, while powerful, are expensive to deploy due to their size.
• Task-specific performance: Smaller code-focused models excel at code generation but may lack proficiency in tasks like fixing or explaining code.
• Transparency and trust: Even open models sometimes lack transparency regarding data sources and processing methods, hindering trust in critical applications.
• Licensing terms: Current open LLMs often have restrictive licenses, complicating enterprise usage.

Solutions Offered by Granite Code Models

• Model range: A variety of model sizes (3 to 34 billion parameters) cater to diverse applications, from complex modernization tasks to memory-constrained scenarios.
• Multilingual support: Training on code from 116 programming languages ensures comprehensive understanding of various syntaxes and paradigms.
• Two-stage training:
  • Stage 1: Trained on a vast corpus of code data, excluding natural language.
  • Stage 2: Further trained on high-quality code and natural language data for enhanced reasoning abilities.
• Data collection and processing: Rigorous data crawling, filtering, deduplication, and filtering for harmful content ensure the quality of training data.
• Model architecture: Based on the Transformer decoder architecture with optimized hyperparameters for different model sizes.
• Pre-training: Utilizes causal language modeling and Fill-InThe-Middle (FIM) objectives for improved code completion and filling abilities.
• Instruction tuning: Fine-tuned to follow natural language instructions, crucial for complex programming tasks.
• Extensive evaluation: Evaluated on various benchmarks covering code generation, explanation, fixing, editing, mathematical reasoning, and more.
• Performance optimization: Employs advanced training techniques like FlashAttention 2 and 3D parallelism for efficiency.
• Environment and infrastructure: Trained on IBM’s supercomputing clusters with high-performance networking and storage.
• Environmental impact: Considers carbon footprint and utilizes renewable energy sources.
• Open-source and licensing: Released under Apache 2.0 license for both research and commercial use.

Experiments and Results

The paper conducts extensive experiments to evaluate Granite Code Models across various tasks:

• Code generation: HumanEvalSynthesize, MultiPL-E, MBPP/MBPP+, DS1000, RepoBench, CrossCodeEval
• Code explanation and fixing: HumanEvalExplain, HumanEvalFix
• Code editing and translation: CanItEdit, CodeLingua
• Code reasoning, understanding, and execution: CRUXEval
• Math reasoning: MATH, GSM8K, SAT, OCW
• Calling functions and tools: BFCL
• Model robustness: ReCode

The results demonstrate state-of-the-art performance compared to other open-source code LLMs, showcasing their effectiveness in diverse programming tasks.

Future Directions

While Granite Code Models show impressive results, several areas warrant further exploration:

• Generalization: Investigating performance on unseen programming languages and domains.
• Instruction tuning datasets: Exploring more diverse and larger datasets for improved instruction following.
• Model explainability: Enhancing transparency to help developers understand the reasoning behind generated code.
• Code quality: Optimizing code readability, maintainability, and performance alongside accuracy.
• Multi-task learning: Exploring performance in a multi-task learning framework.
• Long-context models: Developing models capable of handling longer contexts for understanding large codebases.
• Language-specific optimization: Creating specialized models for specific languages like Python or Java.
• Environmental impact: Researching and implementing more energy-efficient training strategies.
• Security and privacy: Ensuring security and privacy when handling sensitive code.
• Real-world applications: Deploying and testing models in actual development environments for user feedback and further improvement.

Conclusion

Granite Code Models represent a significant advancement in code intelligence, offering a versatile and powerful tool for software development. With continued research and development, these models hold immense potential to revolutionize the way we build software.

大型语言模型（LLM）在处理长文本指令时常常面临挑战，需要大量高质量数据和计算资源。这篇论文介绍了一种名为“跳步对齐”（SkipAlign）的新技术，旨在提升 LLM 处理长文本的能力，而无需额外的数据或计算资源。

核心思想：模拟长距离依赖关系

SkipAlign 的核心思想是模拟长距离依赖关系，这是理解长文本的关键。它通过在指令-响应对的位置索引中插入“跳步”，使得模型能够学习更远距离的信息关联。

三大跳步策略

论文探讨了三种不同的跳步策略：

• Skip-All： 在所有位置插入跳步。
• Skip-Inner： 仅在指令和响应内部插入跳步。
• Skip-Outer： 仅在指令和响应之间插入跳步。

实验结果：显著提升长文本处理能力

实验结果表明，SkipAlign 在多种长文本任务上都取得了显著的性能提升，尤其是在 LongBench 基准测试中，甚至可以与 GPT-3.5-Turbo-16K 等强大的基线模型相媲美。

优势：高效且易于实现

SkipAlign 具有以下优势：

• 高效： 无需额外的长数据或计算资源。
• 易于实现： 可以作为插件与现有 LLM 配合使用。
• 灵活： 可以根据任务需求调整跳步策略。

未来研究方向

SkipAlign 为 LLM 处理长文本指令提供了一种新的思路，未来可以进一步探索以下方向：

• 与其他技术的结合： 例如与长文本数据集、更大规模的模型等结合。
• 更多任务的应用： 例如长文本生成、长文本分类等。
• 更深入的理论分析： 例如长距离依赖关系的建模、上下文窗口的扩展等。

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总而言之，SkipAlign 是一种高效且易于实现的技术，能够显著提升 LLM 处理长文本的能力，为 LLM 的应用打开了更广阔的空间。

想象一下，你正在教一个孩子学习新知识。你会把所有信息一股脑地塞给他，还是会循序渐进，让他逐步吸收？显然，后者更有效率。而 FLASHBACK 正是基于这样的理念，让 AI 能够更高效地学习和应用知识。

传统的 AI 学习方式存在效率问题

传统的检索增强语言模型 (RALM) 在学习新知识时，会将检索到的信息直接添加到输入的开头。这就像把所有参考资料都放在课本前面，学生每次都要从头翻阅，效率低下。

FLASHBACK：更高效的学习方式

FLASHBACK 则采用了不同的方法，它将检索到的信息添加到输入的末尾，就像在课本后面附上参考资料。这样一来，AI 就可以根据需要，直接查阅相关信息，避免了重复阅读，大大提高了学习效率。

FLASHBACK 的优势

• 推理速度更快： 通过减少不必要的计算，FLASHBACK 的推理速度比传统方法快了4倍。
• 知识完整性： FLASHBACK 在提高效率的同时，也保证了 AI 知识的完整性，不会破坏已有的知识体系。
• 模块化设计： FLASHBACK 可以作为一个插件与现有的检索系统配合使用，方便灵活。

FLASHBACK 的应用前景

• 智能助手： 更快速、更准确地回答用户的问题。
• 内容创作： 帮助作家、艺术家等创作出更优秀的作品。
• 教育： 提供个性化的学习体验，提高学习效率。
• 科学研究： 加速科学发现的进程，帮助科学家解决难题。

FLASHBACK 的出现，标志着 AI 发展的一个重要进步。它让我们看到了 AI 更高效的学习方式，也让我们对 AI 的未来充满了期待。