上海AI實驗室主導的科研團隊近日取得重大突破,開發出全球首個具備真實物理圖像理解能力的開源視覺語言模型P1-VL。該模型在國際物理奧林匹克競賽中斬獲12金1銀的優異成績,標志著人工智能在多模態科學推理領域實現里程碑式進展。這項成果已發表于學術預印本平臺,論文編號arXiv:2602.09443v1。
傳統AI系統在處理物理問題時存在顯著局限,如同"文字盲人"難以解讀圖表、電路圖等視覺信息。研究團隊通過創新架構設計,使P1-VL能夠像專業物理學家般觀察世界:當面對香檳氣泡運動分析題時,模型可自動測量氣泡半徑、計算上升速度,并結合流體力學定律推導參數;處理電路問題時,能精準識別元件位置、解析拓撲結構,并運用基爾霍夫定律進行運算。
訓練體系采用獨特的"課程式強化學習"策略,將學習過程劃分為三個漸進階段。初期聚焦基礎力學計算,中期引入復雜電磁學問題,最終挑戰成功率低于50%的超難題型。這種動態調整機制使模型推理能力呈指數級提升,答案長度增加47%,顯示出深度思考特征。獎勵機制通過符號計算庫驗證數學正確性,結合語言模型評估邏輯合理性,形成雙重質量把控。
模型架構融合先進視覺編碼器與物理推理引擎,形成視覺-邏輯雙通道處理系統。視覺模塊負責提取物體形狀、運動軌跡等特征,語言模塊則整合文本信息構建完整問題模型。特別開發的"序列級掩碼采樣"技術,有效解決了訓練環境與實際應用場景的數值偏差問題,使推理穩定性提升32%。
在HiPhO基準測試中,P1-VL-235B-A22B模型以39.3分的平均成績超越Gemini-2.5-Pro等商業系統,其與PhysicsMinions智能助手的協同版本更以40.9分躍居全球第二。該系統通過視覺、邏輯、評審三工作室協作機制,實現98.7%的解題準確率,在泛美物理奧賽中創下66.5分的新紀錄。
跨學科測試展現驚人泛化能力,模型在生物、化學領域取得8.0分綜合提升,純文本任務表現優于同類模型2.3分。這種能力遷移現象印證了研究團隊的假設:高強度物理訓練可強化通用推理內核。在EMMA-Mini多模態基準測試中,模型處理復雜圖表的能力提升達3.4分。
技術突破具有多重創新價值:多模態融合架構為AI理解物理世界提供新范式;動態課程學習策略重塑模型訓練方法論;混合驗證機制建立科學推理評估新標準。開源特性更推動全球科研社區參與迭代,目前已有37個研究機構基于該平臺開展延伸研究。
實際應用場景涵蓋科學教育、自動化實驗、工程分析等多個領域。教育版系統可自動生成解題思維鏈,將物理概念可視化;科研輔助工具能快速解析顯微圖像數據,識別潛在規律;工業檢測系統可實時分析設備振動圖譜,預測故障風險。研究團隊正在開發輕量化版本,計劃年內推出面向中學的智能教學平臺。
該成果引發學術界廣泛關注,麻省理工學院人工智能實驗室主任評價:"這標志著AI從符號操作向物理世界建模的關鍵跨越。"目前,研究團隊正與CERN等機構合作,探索將模型應用于粒子對撞數據分析,相關技術已通過初步驗證測試。
對于普通用戶,基于P1-VL開發的智能解題應用即將上線測試。該程序可處理包含圖表、公式的復雜問題,提供分步解答和知識點關聯分析。開發者表示,未來版本將增加實驗設計模擬功能,幫助學生直觀理解物理原理。











