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世界模型(World Models)開啟人工智慧的下一場革命

人工智慧的格局正在我們腳下改變。過去幾年,焦點一直被大型語言模型(Large Language Models,LLMs)和基於擴散的影像生成器所壟斷——這些系統以能寫詩、除錯程式碼與創造超現實影像的能力讓世人驚豔。然而,儘管它們能力卓越,這些模型共享一個根本缺陷:它們並未真正理解其所作用的物理現實。它們是統計上的模仿者,而非紮根於現實的觀察者。

現在,一種新的範式正在出現以彌合這道鴻溝。世界模型(World Models) 正迅速成為最前沿 AI 研究的焦點,承諾解決目前生成式AI(Generative AI)系統所困擾的一致性、幻覺與物理邏輯等持續性問題。透過賦予機器對空間、時間與因果關係的內在理解,世界模型代表在追求人工通用智慧(Artificial General Intelligence,AGI)道路上的下一場決定性革命。

現實的「幻覺」

要理解世界模型的必要性,首先必須認識當前生成式AI(Generative AI)的侷限。如果你曾使用文字到影片(text-to-video)模型,你很可能見過所謂的「變形」現象:一個角色走過門卻突然換了衣服,或是一隻貓從桌子跳下卻看似無視重力,漂浮而非墜落。

這些錯誤產生的原因在於傳統的生成模型將影片創作視為一連串的二維影像預測。它們像大型語言模型預測下一個字一樣,根據先前的像素來預測下一個像素。它們缺乏一致的三維場景「心智地圖」。它們不知道貓有質量、重力會施加向下的力,或是當鏡頭移開時桌子仍然存在。

世界模型(World Models) 通過建立環境的內部模擬來解決這些問題。它不再問「下一個像素是什麼?」,而是問「在這個物理空間中接下來會發生什麼?」

定義世界模型

在核心上,世界模型是一種構建外部世界壓縮內部表徵的 AI 系統。這一概念深植於控制理論與認知科學,指出智能代理(人類或機器)需要模擬未來以做出有效決策。

在現代 AI 的脈絡中,這項技術解鎖了「空間智能(Spatial Intelligence)」,這一術語由 AI 先驅 Fei-Fei Li 所倡導,她的新創事業 World Labs 正領導該領域的開發。與以文字為主的智能不同,空間智能要求系統感知幾何、理解三維關係,並預測物體隨時間如何互動。

世界模型的關鍵能力包括:

  • 物體恆常性(Object Permanence): 理解物體即使被遮擋仍然存在。
  • 物理模擬(Physics Simulation): 在不進行明確程式設計的情況下,預測軌跡、碰撞與重力效應。
  • 時間一致性(Temporal Consistency): 在長時間的影片序列中維持角色身份與環境的穩定性。
  • 反事實推理(Counterfactual Reasoning): 在執行行動之前模擬「如果…會怎樣」的情境以做出規劃。

比較一覽:大型語言模型與世界模型

為了釐清當前世代的 AI 與這一新興前沿之間的差異,我們可以比較它們的基本運作原則。

表格:生成式AI與世界模型比較

Feature Large Language Models (LLMs) World Models
Core Function 標記的統計相關性 物理環境的模擬
Data Modality 主要為文字/2D 影像 3D 空間、時間與影片
Understanding 語義(句法與文法) 空間性(幾何與物理)
Prediction Target 下一個詞或像素 世界的下一個狀態
Primary Weakness 幻覺、缺乏邏輯 高昂的計算成本
Key Application 聊天機器人、文案撰寫、程式開發 機器人、自主駕駛、模擬器

對「空間智能」的競賽

業界朝向世界模型的轉向,從各大研究實驗室與新創公司的近期動向可見一斑。

World Labs 與 Marble 模型
Fei-Fei Li 因她在 ImageNet 的工作被譽為「AI 的教母」,最近揭幕了 World Labs。該公司的首款模型 Marble 被描述為一個「大型世界模型(large world model,LWM)」。與生成一段平面影片的工具不同,Marble 生成一個可被導航、可從不同角度觀看並可互動的一致性 3D 環境。這種從「生成像素」到「生成世界」的轉變,讓創作者能僅透過提示建立遊戲與虛擬實境的互動資產。

Google DeepMind 與 Genie
Google DeepMind 也在此領域取得重大進展,其模型 Genie 以網路影片為訓練基礎。Genie 能夠接受單張影像或文字提示,生成一個無限的、可遊玩的 2D 平台遊戲。它純粹透過觀察影片學習角色移動與平台碰撞的機制,展現出 AI 能在未被明確編碼的情況下推斷「遊戲規則」(物理與控制)。

Meta 的 JEPA 架構
Meta 的首席 AI 科學家 Yann LeCun 長期批評將大型語言模型視為通往人工通用智慧(AGI)的道路。他主張採用聯合嵌入預測架構(Joint Embedding Predictive Architectures,JEPA),這是一種世界模型,學習世界的抽象表徵,而非預測每一個細節。LeCun 主張,若要讓 AI 真正具備智慧,它必須足夠理解底層現實以進行規劃與推理,這是統計式文字預測無法達成的。

對 AI 未來的影響

向世界模型的轉變不僅是技術升級;它開啟了先前對生成式AI 而言不可能的應用。

  1. 可靠的自主代理人
    要讓機器人在混亂的家庭環境中運作,不能出現幻覺。它需要世界模型來模擬丟下玻璃杯與塑膠球的不同結果。世界模型將作為具身式 AI(embodied AI)的大腦,讓機器人在嘗試真實操作前,先在心智模擬中練習任務。

  2. 影片中「恐怖谷」的終結
    對創意產業而言,世界模型帶來可提供完美連續性的影片生成工具。電影製作人將能夠生成場景、移動鏡頭、改變照明,並相信演員與佈景在整個鏡頭中會保持一致。

  3. 加速科學發現
    透過模擬從蛋白質折疊到天氣模式等複雜的物理系統,世界模型可作為虛擬實驗室,使科學家能以高度貼近真實物理的準確度,在 silico 中執行數百萬次實驗。

結論

當我們站在 2026 年的前緣,AI 的敘事正在演進。「聊天機器人」主導的時代正為「模擬器」時代讓路。世界模型代表人工智慧的成熟——從能談論世界的系統,向能真正理解並居住於世界的系統邁進。對於開發者、創作者與研究者而言,掌握這個空間與時間推理的新維度,將是未來十年最關鍵的挑戰與機會。

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