OpenAI o1式思维链，开源模型也可以有，成功案例来了

　　北京时间9月13日午夜，OpenAI 发布了推理性能强大的 ο1系列模型。之后，各路研究者一直在尝试挖掘 ο1卓越性能背后的技术并尝试复现它。当然，OpenAI 也想了一些方法来抑制窥探，比如有多名用户声称曾试图诱导 ο1模型公布其思维过程，然后收到了 OpenAI 的封号威胁。

　　尽管如此，不过三四天时间，就已经有研究者宣称已经成功复现/开发出了与 ο1性能差不多的推理技术，并且还不止一个!

　　Llamaberry:教会 AI 像聪明人一样思考

　　Llamaberry 的提出者是 Martin Bowling。他开发的项目包括 RAGMiner.dev 和 Replit;其中前者可以帮助用户毫不费力地将网站转换成 Markdown、XML 或 JSON 等格式以便 RAG 和 LLM 应用使用，而后者则是一个使用 AI 将想法变成代码的项目。

　　Llamaberry 的核心思路是使用思维链(CoT)来实现推理。这个名字自然源自代表 o1模型的 Strawberry(草莓)。

　　HuggingFace地址:https://huggingface.co/spaces/martinbowling/Llamaberry

　　什么是思维链?Bowling 在博客中打了个比方:「思维链推理就像是给 AI 一个笔记本来展示其工作过程。其中不仅仅是简单地给出答案，而是会带领我们经历其思维过程。」

　　Llamaberry 能教会 AI 透彻地思考，就像是一位人类专家攻克难题时那样。

　　具体来说，Llamaberry 是一个多轮思维链推理系统的实现，其基于运行在 Groq 上的 Llama3.170B 模型。

　　多轮推理是关键

　　多轮推理，顾名思义，就是让模型在给出答案之前进行多步思考，而不是一步给出答案。打个比方，这就像是看一位大厨从备菜到完成摆盘一步步地完成一道精美菜肴，而不是直接微波加热预制菜。

　　举个示例:

　　第1轮:AI 先尝试解决当前问题。

　　第2轮:AI 回顾第一次尝试并尽力改进或优化其思维过程。

　　第3轮:再进行一轮反思和改进。

　　综合结果:最后，将所有这些思考综合到一起，得到一个连贯且合理的答案。

　　下面展示了这个多轮过程的示意图:

　　可以看到，前一轮的输出会成为后一轮的输入，从而让 AI 可在每个阶段不断完善其思维。最后，所有这些思考会凝练成一个合理的最终答案。就像看着一枚莓果逐渐成熟!

　　如何实现

　　下面将深入 Llamaberry 的实现细节。

　　1.设置舞台

　　首先，我们需要为 AI 助手设置一些基本规则，代码如下:

　　initial_system_prompt="""YouareanAIassistantcapableofdetailed，step-by-stepthinking.Whenpresentedwithaquestionorproblem，breakdownyourthoughtprocessintoclear，logicalsteps.Foreachstep，explainyourreasoning.Concludewithafinalanswer.Usethefollowingmarkdownstructure:

　　这就是提供给 AI 大厨的菜谱。它知道需要逐步分解其思考过程并解释每个步骤，并且以 Markdown 格式将它们显示出来。

　　2.思考过程

　　在每一轮推理中，都需要让 AI 对问题进行思考。但在第一轮结束后，还需要求它思考之前已经思考过的东西。这就像问朋友，「嘿，还记得你之前说过什么吗?让我们再想一想。」

　　下面是每一轮的生成方式:

　　asyncdefgenerate_turn(query:str，previous_turns:list=None)->str:

　　该函数是多轮推理的核心。它决定我们是在第一轮还是在后续轮，并以此构建提示词。对于后续轮，它会将之前所有推理轮都包含在上下文中，让 AI 可以基于之前的思考进行构建。

　　3.综合结果

　　经过三轮思考之后，再让 AI 检视其所有思考并得出一个合理的最终答案。这就像是让专家讨论问题，然后编写最终报告。

　　asyncdefsynthesize_turns(query:str，turns:list)->str:turns_text="\n\n".join([f"Turn{i+1}:\n{turn}"fori，turninenumerate(turns)])messages=[{"role":"system"，"content":synthesis_prompt}，{"role":"user"，"content":f"OriginalQuery:{query}\n\nTurnsofReasoning:\n{turns_text}"}]returnawaitcall_llm(messages)

　　这个综合步骤至关重要，是 AI 综合所有思考内容凝练出最终答案的一步。

　　单轮推理 vs 多轮推理

　　Martin Bowling 在其博客中简单比较了单轮和多轮推理。

　　这里他采用了一个简单示例，即询问 AI:「人工智能对就业市场有什么潜在影响?」

　　单轮推理:

　　AI:Artificialintelligencewilllikelyhavesignificantimpactsonthejobmarket，including:

　　使用 Llamaberry 执行多轮推理:

　　第1轮:

　　AI:Let'sapproachthisstep-by-step:

　　第2轮:

　　AI:Let'srefineourthinking:

　　第3轮:

　　AI:Let'sdelvedeeper:

　　综合答案:

　　AI:Aftercarefulconsiderationacrossmultipleturnsofreasoning，wecansynthesizeourthoughtsonthepotentialimpactsofartificialintelligenceonthejobmarket:

　　可以看到，多轮方法能实现更加精细、全面的分析。这能从多个角度考虑问题，优化其思考，最后得到更加深思熟虑和全面详细的答案。

　　Bowling 表示，这样的多轮推理在思考深度、自我提升、透明度、灵活性等方面都有巨大优势，同时其还采用了 Markdown 格式，使其结果更容易阅读和用于后续流程。

　　因此，这种技术可让 AI 进入更多实际应用场景，比如医疗诊断、法律分析、科学研究、商业策略、教育。当然，在使用 Llamaberry 等多轮推理系统时，也需要注意它们的局限和潜在的道德伦理问题，比如偏见、计算成本、过度依赖和隐私问题。

　　如何使用 Llamaberry?

　　Llamaberry 也很容易使用，点击几下就能拥有你自己的多轮推理系统。步骤如下:

　　前往 Replit，点击该链接获取 Llamaberry 模板:https://replit.com/@MartinBowling/Llamaberry-Powered-By-Groq?v=1

　　创建模板分支:点击 Fork 按钮创建你自己的 Llamaberry 项目副本。

　　获取你的 Groq API Key:注册 Groq 账户，获取 API Key。

　　设置环境:在你的分支 Replit 项目中，找到「Secrets」选项卡。添加一个新密钥，密钥为 GROQ_API_KEY，值是你的 Groq API 密钥。

　　运行项目:单击 Replit 界面顶部的 Run 按钮。这将启动 Llamaberry 应用。

　　开始实验:应用运行起来后，你将看到一个 Gradio 界面。你可以在其中输入问题并查看 Llamaberry 多轮推理的实际效果!并且输出是简洁漂亮的 Markdown 格式!

　　了解了 Llamaberry，下面来看另一个号称实现了类 o1推理链的项目:g1。

　　g1:实现类似 ο1的推理链

　　g1这个项目来自 Benjamin Klieger，他是 Groq 的一位研究者。也因此，g1同样基于 Groq，并且其也使用了 Llama3.170b 模型。

　　不同于 Llamaberry 使用的多轮思维链推理，g1的策略是角色扮演、思维链提示 、格式化以及另一些提示技巧。并且，g1开源了。

　　开发者宣称 g1有70% 的时间能成功数出 Strawberry 中有多少个 R，同时无需任何微调或少样本技术。下面是其一次执行过程:

　　开发者 Klieger 表示，g1和 ο1一样能让 LLM 有能力「思考」和解决之前的领先模型难以应对的逻辑问题。但不同之处在于，g1会大方地展示所有推理 token。同时，他也强调了 g1和 ο1在技术上的差异，其中后者使用了大规模强化学习来执行思维链推理。而 g1则是通过发掘提示词工程的潜力来帮助 LLM 解决简单的逻辑问题，让现有的开源模型也能受益于动态推理链和优化般的探索界面。

　　g1的工作方式

　　由 Llama3.170b 支持的 g1会创建一种动态的思维链。

　　在每个步骤中，LLM 可以选择是继续进行另一个推理步骤，还是提供最终答案。每个步骤都有标题，并且对用户可见。

　　系统提示词中还会包含给 LLM 的提示。其提示策略如下:

　　YouareanexpertAIassistantthatexplainsyourreasoningstepbystep.Foreachstep，provideatitlethatdescribeswhatyou'redoinginthatstep，alongwiththecontent.Decideifyouneedanothersteporifyou'rereadytogivethefinalanswer.RespondinJSONformatwith'title'，'content'，and'next_action'(either'continue'or'final_answer')keys.USEASMANYREASONINGSTEPSASPOSSIBLE.ATLEAST3.BEAWAREOFYOURLIMITATIONSASANLLMANDWHATYOUCANANDCANNOTDO.INYOURREASONING，INCLUDEEXPLORATIONOFALTERNATIVEANSWERS.CONSIDERYOUMAYBEWRONG，ANDIFYOUAREWRONGINYOURREASONING，WHEREITWOULDBE.FULLYTESTALLOTHERPOSSIBILITIES.YOUCANBEWRONG.WHENYOUSAYYOUARERE-EXAMINING，ACTUALLYRE-EXAMINE，ANDUSEANOTHERAPPROACHTODOSO.DONOTJUSTSAYYOUARERE-EXAMINING.USEATLEAST3METHO***ODERIVETHEANSWER.USEBESTPRACTICES.

　　对这些提示词的详细解释请参阅原项目的 Prompt Breakdown 一节。这里就不赘述了，仅给出几个示例，比如可以在提示词中加入「include exploration of alternative answers」(探索其它答案)和「use at least3methods to derive the answer」(使用至少三种方法来得出答案)。

　　这样一来，通过组合思维链以及尝试多种方法、探索其它答案、质疑之前草拟的解答、考虑 LLM 的局限性等策略，就能显著提升 LLM 的推理能力。

　　在数 Strawberry 中有多少个 R 这个经典问题上，无需任何训练，g1就能帮助 Llama3.170b 达到约70% 的准确度(n=10， How many Rs are in strawberry?)。而如果不使用提示技术，Llama3.170b 的准确率为0%，ChatGPT-4o 的也只有30%。

　　下面展示了另一个示例:0.9和0.11哪个更大?

　　详细的安装过程和代码请参阅原项目。

　　最后，顺便一提，另有开发者发布了 g1的分支版 Mult1，该版本的一大改进是可使用多个 AI 提供商来创建类似 o1的推理链