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ScientistTwo:AI Agent如何跑通自动科研全流程
2026/10/28 17:08:38 网站建设 项目流程

上个月把 Google 放出来的 ScientistTwo 项目材料仔细翻了一遍,又对照着 ICLR 2025 那篇论文核了核细节。先说结论:这个系统做的事情,比“AI 写论文”或者“AI 跑实验”都更进一步,它是把“读论文—提想法—做实验—写报告”整条研发链路交给 Agent 流水线自动跑完了。项目里最让我意外的不是模型多聪明,而是研究流程本身被拆得极其工程化。整篇文章我会围绕它怎么挑论文、怎么生成 idea、怎么用审稿人机制过滤想法、怎么在 GPU 集群上批量验证,聊聊这套东西能给我们自己的研发日常带来什么参考。

1. ScientistTwo 到底在解决什么问题

1.1 从自动写代码到自动做科研,差的不是模型而是流程

前两年大家聊 “AI for Science”,大多停留在“AlphaFold 预测蛋白质结构”这种单点突破上。但 ScientistTwo 的野心不一样,它想做的是一套通用科研流水线:你给我一篇顶会论文,我能自己在集群上把实验重新做一遍,并且尝试找出比原作者更好的方案。

报告里给出的验证方式是:从近几届顶会里选了 86 篇有公开代码、有公开数据集、有明确评估指标的论文,覆盖 CVPR、ICCV、NeurIPS、ICLR、ICML 这些主流会议,然后让系统针对每篇论文自动生成改进思路、自动写代码、自动跑实验、自动写总结。整个过程中,系统产出了一批相对原论文平均提升约 25% 的新结果。

这里要注意,“平均提升 25%”不是说 86 篇全部成功,而是系统完成完整闭环的那部分论文集合上的相对涨幅。论文里使用相对提升(Relative Improvement)作为指标,比如原论文在某个数据集上准确率是 60%,改进后是 75%,那相对提升就是 25%。这种统计口径在科研自动化里很常见,因为它能消除不同任务之间指标绝对值的差异。

1.2 和 Scientist One 相比,Two 多出来的东西是什么

Scientist One 最被诟病的一点是:它经常“看起来很合理,跑起来全是坑”。生成的代码能写出来,但实验一跑就崩;或者 idea 提得很漂亮,却没人验证它到底有没有用。ScientistTwo 的核心改进,是补上了“假设验证”和“质量把控”两块拼图。

具体来说,ScientistTwo 的系统里加入了两个关键角色:AI Reviewer 和 IJ Researcher 模块。AI Reviewer 负责在 idea 还没花钱跑实验之前,先模拟论文审稿人的角色,把不靠谱的想法直接枪毙掉;IJ Researcher 则负责解决“多个审稿人意见冲突”时怎么裁决的问题。

我在实际看这套设计时的感受是:它把科研里最不性感但最关键的“质量控制”环节,变成了系统的一等公民。写代码可以靠大模型,但判断“这个 idea 值不值得跑”,恰恰是很多 AI 科研系统最不重视的地方。

2. 核心系统架构拆解:四个角色分工协作

2.1 Supervisor、AI Researcher、Reviewer 分别做什么

ScientistTwo 不是单个 Agent 包打天下,而是拆成了几个明确分工的组件:

角色职责类比
Supervisor总体规划、任务分解、调度实验资源实验室老板
AI Researcher生成研究方向和具体 idea,写实验代码实验室里的博士后
AI Reviewer审阅 idea、检查代码、评估实验结果论文审稿人
IJ Researcher处理多个审稿意见冲突,给出最终决议期刊主编

Supervisor 的职责是接收一篇论文输入,拆解出“这个工作的核心贡献是什么”“有哪些可以切入的改进方向”,然后生成研究计划。AI Researcher 则在这个计划基础上,调用大模型生成具体的改进方案,比如换一种数据增强方式、调整损失函数、改进网络结构。

Reviewer 的存在很关键。它会对每个 idea 做三轮检查:第一轮查 idea 本身的新颖性和可行性,第二轮查代码是否能跑通,第三轮查最终实验结果的统计显著性。每一轮不通过,idea 直接被打回,不进入下一阶段。

2.2 IJR 模块:解决“你觉得行,我觉得不行”的难题

多 Agent 系统里最头疼的问题是什么?是意见不一致。一个审稿人说“这个改进很新颖”,另一个说“这个和 SOTA 比没有优势”,到底听谁的?

ScientistTwo 引入了一个很朴素的解法:先给每个审稿人的意见打分,设定明确的判断标准,再通过 IJ Researcher 模块做加权裁决。论文里给出的做法是,每个评审意见都附带一个 confidence score,IJR 模块根据得分分布决定是“采纳”“打回重做”还是“要求补充实验”。

这个设计启发很大。因为现实里的科研评审,很多时候是“专家凭感觉”,而 ScientistTwo 试图把评审标准显式化、可量化。比如“新颖性”不再是模糊概念,而是拆成了“与已有方法的结构差异度”“与相关工作的引用关联”等可检索可计算的维度。

2.3 三种研究模式:Mini、Standard、Double,对应不同实验成本

为了控制算力成本,ScientistTwo 设计了三种研究模式,适合不同预算场景:

  • Mini 模式:快速验证 idea 是否靠谱,只跑小规模实验、少量 epoch,适合初步筛选。
  • Standard 模式:完整训练和评估,跑所有对比基线,适合正式验证。
  • Double 模式:在 Standard 之上增加多次重复实验,做统计显著性检验,适合写进论文结论的高置信度结果。

科研自动化系统普遍面临一个矛盾:agent 有想法,但每个想法都要烧 GPU。如果每一个想法都跑完整实验,成本立刻爆炸。所以先 Mini 过滤再 Standard 验证,最后 Double 巩固,是控制成本的关键手段。

这就像写代码时的单元测试和全量测试的关系。你先跑一个最小的用例,验证思路方向没错,再跑完整测试套件,而不是每次改动直接把全量回归跑一遍。

3. 86 篇顶会论文重做实验的过程与结论

3.1 论文筛选标准:有公开代码是底线

86 篇论文不是随便抓来的,筛选标准严格到让我怀疑这是不是为了让系统“更容易成功”而精心挑选的。从论文里看,筛选项大概有四条:

  • 论文要有公开的官方代码仓库,且能离线安装运行。
  • 论文使用的数据集要公开可下载,最好不需要特殊授权。
  • 论文给出明确的 quantitative 评估指标,比如 top-1 accuracy、BLEU、mAP 等。
  • 论文的方法要能在有限算力下复现,不依赖超大规模集群。

这四条标准对想要自己复现这个工作的团队来说,本身就是一份很好的选论文指南。很多人做实验失败,不是 idea 不行,而是从一开始就选了一篇代码缺失、数据不全、指标模糊的论文,这种项目神仙来了也难复现。

ScientistTwo 的做法也说明,科研自动化的第一步不是模型,而是数据工程。论文库本身需要结构化:代码能不能跑、数据集在哪、指标是什么,这些元信息必须机器可读。这件事看起来不酷,但决定了整个系统能不能跑起来。

3.2 一次迭代到底在跑什么:从 idea 生成到实验闭环

如果只看摘要,你会以为 ScientistTwo 就是“AI 自己写代码跑实验”。但打开它的工作流看,细节比想象中复杂得多。

系统输入是一篇论文之后,大致经历以下步骤:

  1. 论文解析:把 PDF 中的方法、公式、实验设置提取成结构化信息。
  2. 知识图谱检索:从过去所有论文中检索相关工作和可复用模块,构成候选 idea 池。
  3. idea 生成:AI Researcher 用多种策略生成改进方向,包括自由生成、基于模板生成、基于已有模块组合生成等。
  4. 审稿过滤:AI Reviewer 对 idea 列表打新意/可行度/价值分,过滤掉大部分低质量想法。
  5. 代码生成与执行:对通过评审的 idea,生成实验代码,通过 SLURM 提交到 GPU 集群执行。
  6. 结果评估与总结:实验完成后,系统自动生成报告,包括指标对比、可视化图表和结论。

整个过程是异步的。集群上可能有几十个实验同时在跑,每个实验结束之后,状态会写回一个全局的黑板系统,供后续 idea 生成时参考。

我在看这个流程的时候,最大的感触是:ScientistTwo 对“代码能不能真跑起来”这件事极其较真。很多 AI 科研系统生成的代码,人眼看看很合理,一执行就报错。而 ScientistTwo 用集群上的真实执行结果作为反馈信号,代码能跑、结果不崩,才算数。

3.3 “平均提升 25%”是怎么算出来的,别被数字骗了

报告里“平均提升 25%”这个数字,单独拿出来很容易被误读。我建议把它拆成三层来看:

  • 第一层:不是 86 篇里每篇都提升了 25%,而是成功完成完整实验闭环的那批论文平均提升了 25%。
  • 第二层:论文中的“相对提升”指的是相对于原论文基线的涨幅,不一定是绝对数值提升。
  • 第三层:真正有统计显著性的结果,可能只是其中很少一部分,大部分 idea 经过审查后并没有进入正式实验阶段。

这个口径在科研圈其实很正常。真正需要注意的,是一个自动科研系统会不会为了指标好看而在实验设计上钻空子。ScientistTwo 的做法是引入 Reviewer 做统计显著性检查,Double 模式专门用于重复实验验证,防止一次侥幸的成功被当作结论。

4. 这套工作流对普通工程师/研究者有什么启发

4.1 你不是缺想法,是缺评审机制:把 Reviewer 引入日常

我见过太多团队在项目里搞“头脑风暴”,收集一堆 idea 之后不知道该做哪个,最后凭感觉拍板。ScientistTwo 给我的一个直接启发是:idea 生成和 idea 评审应该分工。

具体做法很简单:

  • 第一步,把项目当前的需求拆成“可验证的问题”,不要停留在“我们要做得更好”这种层面。
  • 第二步,列出至少 10 个改进方向,每个方向写清楚“改什么、怎么验证、需要的资源”。
  • 第三步,找一个不参与这个项目的人充当 Reviewer,严格评估每个 idea 的三个维度:是否新颖、是否可行、是否值得做。
  • 第四步,选出评分最高的 2-3 个 idea,先跑最小验证。

这个小流程不需要任何 AI Agent,只需要团队改变工作习惯。它解决的核心问题是:避免在低质量 idea 上投入真正资源之前无人把关。

4.2 用 SLURM 和容器跑批量实验:从调一个模型到调度 100 个任务

ScientistTwo 能在短时间内重做 86 篇论文的实验,底层靠的是分布式实验调度能力。它使用 SLURM 做集群任务调度,每个实验都被封装成容器任务,提交到队列执行。

我在自己的项目里也复刻过这套思路,核心就三行命令:

# 提交一次性实验任务 sbatch --gpus=1 --time=04:00:00 run_experiment.sh # 查看队列状态 squeue -u $USER # 批量提交多个实验(不同超参组合) for seed in 1 2 3; do sbatch --gpus=1 run_exp.sh --seed $seed; done

这里的重点是:不要在一个 Python 脚本里用 for 循环串行跑实验,而是把每个实验都当作独立任务交给调度器。好处是任何一个任务崩溃都不会影响其他任务,而且可以并行利用多卡资源。

很多人觉得只有大厂才用得上 SLURM,其实本地机器也可以用。比如用 Docker 把环境封装好,再用 tmux 同时起多个实验进程,效果类似。关键思想是:实验任务必须互相隔离,状态必须落到磁盘,日志必须统一收集,否则根本无法批量管理。

4.3 跨设备浏览(GEB)研究中的隐私设计带来的思考

ScientistTwo 的报告里还提到,他们在跨设备浏览(GEB,Generalizable Embodied Browser)相关研究中使用这套自动化流程时,特别重视隐私控制。因为浏览器场景涉及大量的个人数据,如果 AI 随便读取用户浏览历史、表单信息,那就是一场隐私灾难。

文档里给出的隐私策略包括三类:

  • 用户控制:所有自动化操作必须显式授权,用户可以随时终止。
  • 匿名化:涉及用户数据的输入会先做脱敏处理,再交给模型。
  • 本地优先:尽可能在设备本地完成数据处理,减少数据上传。

这三条原则,放在任何 AI 自动化产品里都适用。做 Agent 开发的人,哪怕产品形态不是浏览器,也应该默认遵守:任何时候 Agent 要访问用户个人数据,都必须有明确的授权机制,而不是默认“我有大模型所以我啥都能看”。

安全设计不是功能上线之后打补丁,而是架构的一等需求。ScientistTwo 把安全验证放在了评审循环里,每次实验都会检查是否涉及隐私风险或安全风险,这是一个很值得借鉴的做法。

5. 安全性设计与伦理边界:为什么 ScientistTwo 没翻车

5.1 三道安全护栏

AI 自动做科研,听起来很爽,但如果放开手脚让 Agent 自己决定跑什么实验、装什么依赖、下载什么数据,风险非常大。ScientistTwo 明确设计了三道安全护栏:

  • 防止有害路线:系统不会接受涉及生物、化学等领域的危险实验提案,Supervisor 层直接过滤。
  • 防止网络攻击:Agent 执行外部代码会被限制在沙箱环境里,不能随便访问内网或对外发起请求。
  • 防止灾难性风险:实验任务有资源限制和超时机制,防止某个任务失控消耗全部集群资源。

这让我想起前两天看到的新闻:有个开发者让 AI Agent 全自动跑一堆实验,结果 Agent 自己往服务器上装了挖矿程序。这种风险在科研自动化的场景下尤其严重,因为系统需要频繁执行外部代码,如果隔离做得不够,等于把家门钥匙交给陌生人。

5.2 隐私与用户控制:Agent 权限的最小化原则

ScientistTwo 在隐私上的做法,概括起来就是“最小权限”原则。Agent 能访问什么、能修改什么、能删除什么,都被严格限制在任务需要的范围内。

具体到系统实现上,有一个很朴素的规则:Agent 的每一步操作都要留痕。谁在什么时候提了什么 idea、跑了什么实验、改了什么代码、访问了什么数据,全部记录在案。这不是为了监控,而是为了让问题可以追溯。

我自己的体会是:AI Agent 工具做得越强大,权限控制就越不能省。你可以在工程上多做几个小时的隔离层,但不要在产品发布会上说“我们 Agent 的权限非常自由”,那是给自己埋雷。

6. 读完之后最想提醒你的几件事

6.1 别把“平均提升 25%”理解成“任何领域都适用”

ScientistTwo 实验的 86 篇论文,集中在计算机视觉和机器学习领域,这些领域有标准的公开数据集、统一的评估指标、相对成熟的基线方法。换个领域未必有这种红利。

比如在强化学习里,不同算法的评估方差极大,几次 seed 跑出来的结果可能完全相反;在 NLP 里,很多论文的新方法跑在 GPT 生成的合成数据上,复现性一言难尽。所以如果你想把这套流程迁移到自己的领域,第一件事是先盘点:领域里有没有足够多的“代码公开、数据公开、指标明确”的论文可以拿来当试金石。

6.2 Idea 再漂亮,跑不出实验就是废纸

ScientistTwo 最让我触动的一点,是把“能否在真实集群上跑出结果”当作系统成功的唯一标准。这看起来是一句废话,但工业界和学术界有太多项目倒在这一步。

我见过不少研究团队,idea 聊起来光芒万丈,一说到复现就支支吾吾。ScientistTwo 的做法是用代码工程兜底模型智商:不管大模型建议多么天马行空,最后都得落到“能跑、不崩、有指标输出”这三个基本要求上。

这提醒我们,日常做技术方案,不要停留在概念论证,一定要把“最小可行验证”放在优先级最高的位置。哪怕是再小的实验,只要它闭环了,就能给后续所有决策提供真实数据,而不是靠脑补。

6.3 从论文到产品:这套工作流还可以往哪扩展

ScientistTwo 这套“读论文-提 idea-过滤-跑实验-写报告”的流水线,稍加改造就能变成更通用的研发基础设施。我自己已经在尝试把其中几个模块抽出来,放到团队内部做技术调研辅助:

  • 用 LLM 自动抓取新论文,解析方法并生成摘要。
  • 用 Reviewer 角色对内部技术方案做可行性评审。
  • 用实验调度框架统一管理超参实验。

这套思路最妙的地方在于,它把“科研”这件事从灵感驱动变成了流程驱动。灵感依然重要,但流程能保证灵感落地。

最后再分享一个我实际用下来的小技巧:当你想让一套自动化流程跑起来的时候,不要一开始就追求全自动。先把“读论文-生成报告”这一步自动化,再逐步加上“代码生成”,最后再尝试“自动跑实验”。焦虑会少很多,成功率也会高很多。ScientistTwo 能一次性跑通 86 篇论文,背后是海量的工程细节和算力支持,普通团队完全可以从最小闭环开始,一步步搭出自己的自动化科研管线。

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