Cosmos-Reason1 –英伟达推出的系列多模态大语言模型

英伟达团队发布了一个新的物理世界大模型：Cosmos-Reason1。Cosmos-Reason1 致力于解决的是人工智能系统与物理世界交互的问题。Cosmos-Reason1 可以理解物理世界，并通过长思维链的推理过程在自然语言中生成适当的行为决策。

Cosmos-Reason1是什么

Cosmos-Reason1 是 NVIDIA 推出的系列多模态大型语言模型，基于物理常识和具身推理理解物理世界。Cosmos-Reason1包括两个模型：Cosmos-Reason1-8B 和 Cosmos-Reason1-56B。模型基于视觉输入感知世界，经过长链思考后生成自然语言响应，涵盖解释性见解和具身决策（如下一步行动）。训练分为四个阶段：视觉预训练、通用监督微调、物理 AI 微调和强化学习。Cosmos-Reason1基于精心策划的数据和强化学习，在物理常识和具身推理基准测试中表现出色。

Cosmos-Reason1的主要功能

• 物理常识理解：理解物理世界的基本知识，如空间、时间和基础物理定律，判断事件的合理性。
• 具身推理：基于物理常识，为具身代理（如机器人、自动驾驶车辆）生成合理的决策和行动规划。
• 长链思考：基于长链思考（chain-of-thought reasoning）生成详细的推理过程，提升决策的透明度和可解释性。
• 多模态输入处理：支持视频输入，结合视觉信息和语言指令进行推理，生成自然语言响应。

Cosmos-Reason1的技术原理

• 层次化本体论：定义物理常识的层次化本体论，涵盖空间、时间和基础物理三个主要类别，进一步细分为16个子类别。
• 二维本体论：为具身推理设计二维本体论，涵盖五种具身代理的四种关键推理能力。
• 多模态架构：基于解码器仅多模态架构，输入视频基于视觉编码器处理后，与文本标记嵌入对齐，输入到LLM中。
• 模型四个训练阶段：
  • 视觉预训练：对视觉和文本模态进行对齐。
  • 通用监督微调（SFT）：提升模型在通用视觉语言任务中的表现。
  • 物理AI SFT：用专门的数据增强物理常识和具身推理能力。
  • 物理AI强化学习（RL）：基于规则化奖励进一步优化模型的推理能力。
• 强化学习：设计基于多选题的规则化奖励机制，基于强化学习提升模型在物理常识和具身推理任务中的表现。

Cosmos-Reason1的项目地址

• 项目官网：https://research.nvidia.com/labs/dir/cosmos-reason1/
• GitHub仓库：https://github.com/nvidia-cosmos/cosmos-reason1
• arXiv技术论文：https://arxiv.org/pdf/2503.15558

Cosmos-Reason1的应用场景

• 机器人操作：帮助机器人理解任务目标，生成操作计划，完成抓取、组装等复杂动作。
• 自动驾驶：处理道路视频，预测交通动态，生成安全驾驶决策，如避让和变道。
• 智能监控：实时监测视频中的异常行为，如人员跌倒或设备故障，及时发出警报。
• 虚拟现实（VR）/增强现实（AR）：根据虚拟环境输入，生成交互响应，提升用户沉浸感。
• 教育与培训：基于视频讲解物理现象或操作流程，辅助教学和职业技能培训。