PhAI Labs · 技术与论文
面向科学发现的技术体系
PhAI Labs 的技术工作围绕一个问题展开:如何让 AI 系统参与真实的科学发现。DFM 是我们为此提出的研究范式;ScienceBuddy、ScienceIDE 与 JEPA-Anything 是三个彼此独立的研究与工程方向,分别从交互反馈、可复用的科学环境和世界状态预测展开。
- 科学问题
- 模型训练
- 工具调用
- 真实实验
- 外部证据
- 能力提升
01PhAI 的技术方向
今天的 AI 已经能够检索文献、生成代码、处理数据并辅助完成部分科研任务。但真正的科学发现,往往始于一个尚未被清晰定义的问题,并经历假设形成、证据组织、工具调用、实验验证以及持续修正。这些过程无法只在标准数据集或封闭任务中完成。
公开数据已经见底。模型训练最缺的不是更多文本,而是带有真实结果的科学数据:一个假设被验证或被推翻,一个实验成功或失败。这样的数据无法从网上抓取,只能在真实科研过程中产生。
因此我们把方向定在科学智能本身:让系统从真实任务和环境反馈中持续学习、验证并改进。数据训练模型,模型设计下一个实验;实验返回的每一个结果,包括失败,都成为下一轮训练的信号。这是 PhAI Labs 长期关注大模型、强化学习、智能体与科学智能的原因,也是 DFM 的出发点。
02DFM · Discovery Foundation Models
围绕 Discovery Intelligence 的研究范式
DFM(Discovery Foundation Models)不是一个单一模型,也不是要求所有系统按同一套流程运行的软件框架,而是 PhAI Labs 围绕 Discovery Intelligence 提出的一套研究范式、能力定义和系统组织方式。它通过形式化定义、流程图示、系统实例和真实科学案例,把“发现”从一个模糊概念具体化为一种可学习、可执行、可评测的模型系统能力。
发现基座模型,面向开放式发现智能:AI 不再只解决人给定的任务,而是参与提出问题、检验解释、积累新知识的整个过程。
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DFM 不是一个模型,也不是要求所有系统按同一套流程运行的软件框架。它是一套范式、能力定义和系统组织方式:说明科学发现过程里有哪些能力、它们如何相互连接,以及哪些环节需要外部证据。
在这一过程中,科学问题是起点。系统从一个部分理解的世界出发,识别有价值的未知,把它转化为可研究的问题,再围绕问题构建假设。假设不停留在文本里:系统调用科研工具、数据和实验环境去执行,从数据分析、实验结果和专家判断中获取外部证据,并据此验证、修正或推翻自己的判断。
模型训练嵌在这个过程之中。每一次工具调用、每一次实验反馈,都是对模型判断的一次检验,也是一份带有真实结果的训练信号。经过验证的新知识、可复用的问题、工具与验证机制沉淀下来,成为下一次发现的起点。
围绕这一范式和能力定义,相关研究将通过系统实例、独立论文、工程模块和真实科学合作逐步展开并陆续发布。这些工作不构成一套唯一的固定实现架构,而是从不同方向探索如何让 Discovery Intelligence 变得可操作。
DFM 让 AI 走完一整圈发现:从找到值得研究的问题,到用真实证据检验,再到把方法留给下一次。
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DFM 关注的七项能力
- 01
识别有价值的未知
从尚未解释的现象、方法失效的地方和数据中的异常出发,判断哪些未知值得投入。
- 02
将未知转化为可研究的问题
把一个模糊的未知收敛为有边界、可切入、可检验的研究问题,并说明什么结果算作进展。
- 03
构建并修正问题的表征
确定用哪些对象、变量、关系、抽象尺度和结构约束来描述问题;可以加入潜变量、去掉误导性的代理指标,或者换一个时间与空间尺度重新表述。
- 04
构建并修正研究假设
围绕问题提出假设,组织已有证据,并在新证据到来时修正或放弃假设。
- 05
调用科研工具、数据和实验环境
让假设离开文本:调用文献、代码、数据分析工具与实验环境,把判断变成可以执行的动作。
- 06
根据外部证据验证和更新判断
让系统的输出接受数据、实验、专家判断与现实环境的检验,并根据结果更新自己的判断。
- 07
沉淀可复用的研究结构与发现能力
把经过验证的问题、工具、数据与验证机制沉淀为可复用的结构,让每一次探索成为下一次发现的起点。
DFM 技术研究版图仓库呈现 Discovery Loop 的概念结构、研究方向、开源计划、Demo 和开发者协作机会。仓库中的研究目录和方向标记,是对未来研究范围的公开预留,不代表对应实现均已完成或发布。
03三个独立的研究与工程方向
ScienceBuddy、ScienceIDE 和 JEPA-Anything 是三个完全独立的模块与研究方向,在产品形态、使用方式、论文和技术实现上彼此独立,不存在必须的调用或依赖关系。
04独立研究方向·9 月 16 日
ScienceBuddyAI 科研搭档
可交互的 Scientific Agent:关注真实科研交互中的递归式自我改进,重点探索 Recursive-in-Recursive Self-Improvement(RSI in RSI)。
ScienceBuddy 是一项围绕科学家交互、科研反馈和智能体持续改进展开的独立研究与工程探索,与 DFM 所关注的 Discovery Intelligence 方向一致。
它重点探索一种交互式 Science RSI 形态:用户提出科学问题,智能体调用工具并给出回应;科学家的追问、修改、采纳、否定和重新运行形成反馈,进而推动科研智能体工作环境和 Harness 的持续演化。
ScienceBuddy 的产出不只是一次性的问答结果,也包括交互过程中的反馈、研究轨迹、工具调用和任务状态。这些信息未来可以进一步整理为可复用的科学任务和环境,用于强化学习或其他模型训练。
当前为早期产品 / 研究预览形态,具体开放能力、演示方式和使用入口以实际版本为准。产品入口于 9 月 16 日开放。
科学家和 AI 搭档一问一答,追问、修改、采纳都被记下来,AI 的工作环境在一轮轮反馈里变好。
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承接并结构化
- 科学问题
- 数据需求
- 研究材料
- 文献和代码
- 科研工具调用
- 假设形成与验证
- 后续科研工作流所需的信息
05独立研究方向·9 月 17 日
ScienceIDE科学集成开发平台
科学经验基础设施:关注真实科学代码、任务、环境和强化学习训练。
ScienceIDE 是一项面向真实科学代码库、研究任务和可验证科学经验的独立基础设施探索。
它把真实科学代码、研究流程、任务目标和验证标准转化为可运行、可测量、可复现的科学环境,让研究者能够在真实科学场景中开展 Agent 执行、模型训练和强化学习研究。
它的核心价值在于,把真实科学软件、领域判断、任务目标和可验证反馈组织到同一个可执行环境中,为科研 Agent、模型训练、强化学习和科学发现研究提供经验基础。ScienceIDE 不要求接入 ScienceBuddy 才能使用,也不依赖 JEPA-Anything 才能成立。
项目主页、技术报告和 PhAI-IDE 系列模型权重均已公开,模型用 ScienceIDE 中已验证的交互轨迹训练。ScienceIDE 继续接受任务提案。
把一个真实的科研代码库变成一排可以运行、可以打分、可以重复的工作台,让 AI 在真实科学任务里做事并被检验。
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当前任务形态
- 加速
- 发现
- 修复
- 复现
- 集成
06独立研究方向·9 月 18 日
JEPA-Anything跨领域统一科学世界模型
跨领域统一科学世界模型:面向跨领域状态预测、干预模拟和科学诊断。
JEPA-Anything 是一项面向潜在世界模型和正交预测因子分解的独立模型方法研究。
它探索如何在视觉、生物、临床轨迹、控制、分子动力学、物理场和气象这七个领域中,学习能够预测世界状态变化的潜在表示,并为干预预测、状态合成和科学诊断提供统一接口。
在未来的研究愿景中,JEPA-Anything 可以被理解为面向多个科学环境的统一预测模型或科学世界模拟器:当研究者提出某种科学行为或干预时,模型预先预测可能的状态变化、结果和风险,帮助筛选无效或代价较高的方案。这是希望探索的能力方向:目前它并不能模拟所有科学环境,也尚未接入 ScienceBuddy 或 ScienceIDE。
技术报告和 Hugging Face 上的模型集合已公开。本次发布不包含公开演示,开放范围以仓库和集合的实际状态为准。
在动手之前先预测:如果这样做,世界会变成什么样,哪条路值得走。
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研究问题
- 如何表示复杂系统中的多种可预测因素
- 如何预测不同干预带来的状态变化
- 如何为实验选择和科学诊断提供预测依据
- 如何在跨领域场景中复用潜在世界状态接口
07可组合的研究路径
未来可能的组合路径
从未来愿景上看,三者可以形成一种可组合的研究路径:ScienceBuddy 通过科学家与智能体的交互收集反馈和研究轨迹;ScienceIDE 将这些数据和经验进一步组织为可复用的科学环境,用于任务执行、强化学习和模型训练;JEPA-Anything 则探索对多个科学环境和干预结果进行统一的状态预测和模拟。这是一种未来可能的组合方式,不代表三者当前已经完成集成,也不改变它们各自独立的定位。
- ScienceBuddy 与科学家持续交互,产生反馈、任务状态和科研轨迹
- ScienceIDE 把部分交互经验组织成可复用的科学环境,用于执行、训练和评估模型
- JEPA-Anything 探索对这些环境和潜在干预结果的统一状态预测,帮助研究者在行动前筛选方案
- 预测和真实实验结果作为新的证据,返回后续研究过程
这条路径表达的是三项独立工作的潜在协同价值,不是当前已经完成的产品集成路线,也不是三者未来必须合并为一个系统。
逐步实现,持续发布
DFM 是一套范式,不是一个已经完成的模型。围绕它的研究通过系统实例、独立论文、工程模块和真实科学合作逐步展开:9 月 15 日公开 DFM 技术报告与技术研究版图仓库;16、17、18 日分别发布 ScienceBuddy、ScienceIDE 与 JEPA-Anything。各项目的链接、代码与产品入口在对应日期开放,提前存在的链接一律标注为“即将发布”。
四日发布日历
- DFM 研究范式与 DFM 科学家合作计划
- ScienceBuddy · AI 科研搭档
- ScienceIDE · 科学集成开发平台
- JEPA-Anything · 跨领域统一科学世界模型
论文·共 4 篇
技术报告与论文
PhAI Labs 的公开研究记录:技术报告、预印本与会议论文。
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Discovery Foundation Models: Toward Open-Ended Discovery Intelligence
Foundation models have progressed from learning and reasoning over existing knowledge, to increasingly learning through action, tool use, and outcome feedback. We argue that the next frontier is a further transition: from solving and acting within problems specified by humans to participating in the process by which new problems, representations, explanations, and knowledge are created. We refer to this capability as Discovery Intelligence. We formulate Discovery Foundation Models (DFMs) as general-purpose model systems for open-ended discovery. A DFM operates over a revisable research state and supports seven coupled capabilities spanning problem discovery, formulation, representation construction, hypothesis formation, intervention, evidence-grounded revision, and continual discovery improvement. We instantiate this framework with Zetema, which couples explicit research-state dynamics, verification and experimental gating, external grounding, and cross-task Discovery Skill evolution. We further ground the framework with GALILEO, a real therapeutic-discovery system in which Dry-Lab reasoning, robotic and hands-on Wet-Lab experimentation, external biological evidence, and iterative hypothesis and design revision form a closed physical discovery loop. We then formulate a unified approach to capability formation and process-centered evaluation, enabling discovery behavior to be trained, improved, and measured beyond final-answer performance. Together, these components establish discovery as a learnable, executable, and evaluable capability of foundation-model systems. We view this shift as a broader progression in intelligence scaling: from learning over existing knowledge, to learning from action outcomes, and ultimately to participating in the construction, testing, and revision of the structures through which new knowledge is discovered.
PhAI Labs Technical Report
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ScienceBuddy: Recursive-in-Recursive Self-Improvement for Interactive Scientific Agents
ScienceBuddy is an interactive scientific research workspace that brings continually improving agents into a researcher's everyday work. It supports researchers in carrying out scientific tasks while turning their requests, feedback and execution evidence into tasks and evaluation rubrics for continual learning. At its core is recursive-in-recursive self-improvement, which couples harness evolution with model reinforcement learning: the inner recursion improves the harness with the model fixed, and the outer recursion trains the model under the improved harness. Case studies cover researcher interaction, harness refinement and model learning across four families of scientific task.
PhAI Labs Technical Report
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ScienceIDE: Turning World's Scientific Codebase into Agent Learnable Environments
Scientific code repositories encode decades of human knowledge in executable models, methods, and tools. Yet fragmented toolchains, implicit domain conventions, and specialized correctness criteria make this knowledge difficult to convert into reliable learning experience—a challenge we call the scientific experience bottleneck. We introduce ScienceIDE, infrastructure for turning the world’s scientific code into programmable environments for scientific agents. Guided by expert-defined scientific cases and acceptance criteria, agents transform repositories into executable environments that support task generation, execution, and scientific verification. These environments provide a shared foundation for supervised fine-tuning, reinforcement learning, and evaluation. Using verified interaction trajectories, we train PhAI-IDE-72B, PhAI-IDE-9B, and PhAI-IDE-4B. The model family shows gains in held-out scientific-code repair and across selected general-purpose benchmarks in code, reasoning, and knowledge, providing evidence of positive transfer from scientific experience to broader capabilities. ScienceIDE lays the foundation for an integrated workspace for agent learning and scientific practice, making humanity’s scientific software a shared substrate for developing scientific intelligence.
PhAI Labs Technical Report
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JEPA-Anything: Learning Predictive Models across Different Worlds
World modeling enables intelligence to anticipate consequences, guide interventions, and learn from interaction. Yet predictive models remain domain-specific: can a common learning principle support world modeling across radically different systems? We introduce JEPA-Anything, a domain-agnostic framework based on orthogonal predictive factorization (OPF). Extending joint-embedding predictive architectures, OPF decomposes latent targets into complementary factors, learns them through dedicated pathways, and recombines them within a shared predictive design. We evaluate JEPA-Anything across seven domains: vision, biology, clinical trajectories, control, molecular dynamics, physical fields, and weather. Experiments span representation learning, intervention prediction, out-of-distribution generalization, and long-horizon dynamics, including 10 matched dynamics tasks, forecasting of over 1,000 clinical events, and 100-step molecular rollouts across four systems. Against matched JEPA baselines, JEPA-Anything improves reported metrics on all 10 dynamics tasks and reduces single-intervention prediction error on Interventional Pong by 34.8%. It achieves the lowest one-step and 100-step molecular errors among compared methods in all four systems. Beyond prediction, a factor-nominated biological intervention receives experimental support in cell co-cultures, patient-derived organoids, tumor fragments, and mice; latent orbital modes recover the Keplerian scaling exponent with a fitted slope of −1.4991. These results support a common factorized predictive principle across heterogeneous worlds, connecting world modeling with intervention and experimentally grounded scientific discovery.
PhAI Labs Technical Report