Der Beitrag NOVELSEEK: When Agent Becomes the Sci­en­tist – Build­ing Closed-Loop Sys­tem from Hypoth­e­sis to Ver­i­fi­ca­tion präsen­tiert Nov­el­Seek, ein ein­heitlich­es, geschlossenes Mul­ti-Agen­ten-Frame­work für die autonome wis­senschaftliche Forschung (ASR). Nov­el­Seek zielt darauf ab, den gesamten Forschung­sprozess zu automa­tisieren, von der Ideen­find­ung über die Meth­o­d­e­nen­twick­lung bis hin zur exper­i­mentellen Vali­dierung und Ergeb­nis­in­ter­pre­ta­tion. Das Sys­tem zeich­net sich durch Skalier­barkeit, Inter­ak­tiv­ität und Effizienz aus. Seine Skalier­barkeit wird durch die erfol­gre­iche Anwen­dung auf 12 ver­schiedene wis­senschaftliche Forschungsauf­gaben demon­stri­ert, die Bere­iche wie Chemie, Moleku­lar­biolo­gie, Bild­ver­ar­beitung und Ver­ar­beitung natür­lich­er Sprache abdeck­en. Die Inter­ak­tiv­ität ermöglicht die Ein­bindung men­schlich­er Exper­tise durch Feed­backschleifen, während die Effizienz durch sig­nifikante Zeit­erspar­nisse im Ver­gle­ich zu herkömm­lichen Forschungsmeth­o­d­en belegt wird. Beispiel­sweise wurde in der Vorher­sage der Reak­tion­saus­beute eine Verbesserung von 27,6% auf 35,4% in nur 12 Stun­den erzielt.

Der Artikel beschreibt die Architek­tur von Nov­el­Seek, die drei Haup­tkom­po­nen­ten umfasst: selb­sten­twick­el­nde Ideen­find­ung mit men­schlich­er Inter­ak­tion, umfassende Ideen-Meth­o­d­en-Kon­struk­tion und evo­lu­tionäre exper­i­mentelle Pla­nung und Aus­führung.

Die selb­sten­twick­el­nde Ideen­find­ung basiert auf einem Mul­ti-Agen­ten-Sys­tem. Ein Sur­vey Agent durch­sucht wis­senschaftliche Lit­er­atur, sowohl ober­fläch­lich als auch in der Tiefe, um rel­e­vante Infor­ma­tio­nen zu sam­meln. Ein Code Review Agent analysiert Basis­codes und iden­ti­fiziert Verbesserungspoten­ziale. Ein Idea Inno­va­tion Agent gener­iert und entwick­elt inno­v­a­tive Forschungsideen iter­a­tiv, wobei ein Assess­ment Agent diese Ideen anhand von Kri­te­rien wie Kohärenz, Glaub­würdigkeit, Über­prüf­barkeit und Neuheit bew­ertet. Ein Orches­tra­tion Agent koor­diniert die Aktiv­itäten aller Agen­ten und inte­gri­ert men­schlich­es Feed­back. Dieser iter­a­tive Prozess der Idee­nen­twick­lung wird durch Abbil­dun­gen detail­liert dargestellt, die den Pfad der Idee­nen­twick­lung für die Reak­tion­saus­beutevorher­sage ver­an­schaulichen. Die men­schliche Inter­ak­tion spielt eine entschei­dende Rolle, indem sie die von den Agen­ten gener­ierten Ideen bew­ertet und ver­fein­ert.

Die Ideen-Meth­o­d­en-Kon­struk­tion über­brückt die Lücke zwis­chen abstrak­ten Forschungsideen und konkreten, umset­zbaren Meth­o­d­en. Ein Method­ol­o­gy Devel­op­ment Agent kon­stru­iert zunächst ein grundle­gen­des method­is­ches Gerüst und ver­fein­ert es dann iter­a­tiv durch die Inte­gra­tion von Feed­back und aktueller Lit­er­atur. Dieser Prozess wird durch for­male Funk­tio­nen beschrieben, die die Trans­for­ma­tion von Ideen in Meth­o­d­en repräsen­tieren.

Die evo­lu­tionäre exper­i­mentelle Pla­nung und Aus­führung umfasst ein Frame­work für das Aus­nahme-ges­teuerte Debug­ging, das die automa­tisierte Umset­zung und Fehler­be­he­bung von Code ermöglicht. Der Prozess der exper­i­mentellen Pla­nung und Aus­führung ist adap­tiv und iter­a­tiv, wobei die Ergeb­nisse jed­er Iter­a­tion zur Ver­feinerung der Meth­ode ver­wen­det wer­den. Die ver­wen­de­ten Codes für alle Auf­gaben wur­den auf GitHub Open-Source gestellt, um die Repro­duzier­barkeit zu gewährleis­ten.

Der Artikel präsen­tiert detail­lierte exper­i­mentelle Ergeb­nisse für die 12 aus­gewählten Auf­gaben. Diese Ergeb­nisse zeigen, dass Nov­el­Seek die Leis­tung der Basis­mod­elle in allen Auf­gaben sig­nifikant verbessert und in eini­gen Fällen sog­ar den Stand der Tech­nik über­trifft. Die Ergeb­nisse wer­den durch Tabellen und Dia­gramme ver­an­schaulicht, die die Leis­tungssteigerun­gen, die Erfol­gsrat­en der Codeaus­führung und die Kosten der ver­schiede­nen Phasen des Prozess­es aufzeigen. Ein Ver­gle­ich mit anderen autonomen Forschungsys­te­men wie DOLPHIN unter­stre­icht die über­lege­nen Leis­tun­gen von Nov­el­Seek. Die Fähigkeit, auch kom­plexe, repos­i­to­ry-basierte Auf­gaben zu bewälti­gen, ist ein weit­er­er wichtiger Vorteil.

Der Artikel enthält auch eine qual­i­ta­tive Analyse der ver­schiede­nen Agen­ten und Prozesse inner­halb von Nov­el­Seek. Die Analyse des Sur­vey Agent zeigt, wie er durch adap­tive Such­strate­gien ein umfassendes Ver­ständ­nis des Forschungs­land­schafts auf­baut. Die Analyse des Idea Inno­va­tion Agent ver­an­schaulicht den iter­a­tiv­en Prozess der Idee­nen­twick­lung und ‑ver­feinerung. Die Analyse der Ideen-Meth­o­d­en-Kon­struk­tion hebt die sys­tem­a­tis­che Trans­for­ma­tion von Ideen in detail­lierte Meth­o­d­en her­vor. Die Analyse der exper­i­mentellen Pla­nung und Aus­führung betont den adap­tiv­en und iter­a­tiv­en Charak­ter des Prozess­es.

Eine men­schliche Bew­er­tung der von Nov­el­Seek gener­ierten Ideen zeigt, dass diese im Ver­gle­ich zu den Ideen, die von AI-Sci­en­tist-V2 gener­iert wur­den, als neuar­tiger und fundiert­er eingestuft wur­den. Der Artikel disku­tiert auch ver­wandte Arbeit­en und hebt die Her­aus­forderun­gen und Chan­cen im Bere­ich der autonomen wis­senschaftlichen Forschung her­vor. Abschließend wer­den zukün­ftige Forschungsrich­tun­gen skizziert, die sich auf die Verbesserung der Wis­sens­find­ung, des Wis­sensver­ständ­niss­es, der Agen­ten­fähigkeit­en und den Auf­bau von Bench­marks konzen­tri­eren. Der Anhang enthält detail­lierte Infor­ma­tio­nen zu den Beiträ­gen, den Bew­er­tungskri­te­rien und der Soft­wa­reen­twick­lung. Ins­ge­samt stellt der Artikel Nov­el­Seek als ein vielver­sprechen­des Frame­work für die Beschle­u­ni­gung wis­senschaftlich­er Ent­deck­un­gen dar.

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