构建下一代Gemini！谷歌DeepMind VP：全模态嵌入模型Gemini Embeddings 2，8分钟预测15天天气的GenCast，实时动态改写世界的Genie 3

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2026-04-22

构建下一代Gemini的方法：寻找“根节点”

前沿AI领域，竞争的核心在于持续领先。我们思考的问题始终是：Gemini的下一代架构应该是什么模样？哪些问题是唯有AI才能攻克的？以及，我们该如何共同构建智能的未来？这不仅仅是关于人工智能的进化，更关乎人类智能乃至机器人智能的协同发展。在这条探索之路上，如何让技术与人类文明共同演进，是一个至关重要的命题。

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我们的方法论，是寻找“根节点”。与其将精力分散在细枝末节的“叶子”上，不如深入挖掘那些尚未解决的宏大问题空间。关键在于，我们能钻研多深？找到并解决最深层、最根本的问题，往往能撬动海量的下游影响。为此，我们在全球范围内积极寻求合作，以广阔的视角审视，寻找能帮助我们定位并攻克这些根节点的伙伴，同时将成果延伸至应用端，解决那些真正有价值的具体问题。DeepMind的使命是负责任地构建AI，造福人类，我们对此极为严肃。我们的目标，始终是解决那些真正值得投入的难题。

当然，DeepMind在前沿AI领域的探索涵盖众多方向。接下来，我们将聚焦其中几个颇具代表性的非语言模型突破，它们或许不像大语言模型那样备受瞩目，但其影响同样深远。

模仿特定神经元组合的嵌入模型

首先，从高级模型的角度，让我们聊聊嵌入模型。需要明确的是，这次讨论的重点是那些“不直接属于语言模型”的进展。在建模领域，嵌入模型扮演着关键角色。在深入之前，不妨先思考一个神经科学领域的经典概念：“詹妮弗·安妮斯顿细胞”。

没错，这指的并非单个细胞，而是一小簇神经元的特定组合。它们的神奇之处在于，只对某个特定的人、物体或地点产生反应。无论通过哪种感官模态——听到名字、看到照片或视频，甚至仅仅是听到声音——这组神经元都会被激活。大脑正是利用这种机制，实现了极速的识别、检索和对比功能。

那么，我们能否在人工神经网络中复现这种能力呢？答案当然是肯定的。为了实现快速检索、精准识别和高效对比，我们可以训练“嵌入模型”来编码这些高级概念。这样的模型能增强对不同信息呈现方式的鲁棒性，并精于理解不同激活状态之间的细微差别。

这其中，对比损失函数是关键。值得一提的是，嵌入功能是生成式AI不可或缺的伙伴。整个流程可以这样理解：有时我们需要生成内容，有时则需要精准检索，二者相辅相成。

全模态嵌入模型Gemini Embeddings 2

谷歌团队在这一领域深耕已久，近期发布的Gemini Embeddings 2，可以说达到了一个理想状态：它是真正的全模态模型。基于Gemini构建，使其继承了强大的世界知识和理解能力，从而实现了极其出色的检索效果。

为什么说统一和多模态如此重要？好处显而易见：你不再需要繁琐的多步骤流程来整合不同模态的信息。真正的端到端处理，避免了在合并音频、视觉和文本过程中造成的信息损耗。最终，你能获得一个统一的语义向量，它可以同时代表长达8K token的文本、128秒的视频、80秒的音频乃至完整的PDF文档。这些信息聚合在一起，能量是巨大的，可广泛应用于检索、查询乃至智能体逻辑构建等多个场景。

此外，模型还采用了名为“俄罗斯套娃表示学习”的技术。这项技术允许在同一个网络中表示不同维度的嵌入。例如，你可以先用256维的嵌入进行快速初筛，然后无缝切换到更高维度以获得更丰富的表达能力。这创造了一个统一的语义空间，并达到了顶尖的质量水准。尽管它的讨论热度可能不及语言模型，但作为后者的关键搭档，其重要性不言而喻。

接下来，让我们快速转向另一个完全与语言无关的突破性领域。

天气预测：超越“黄金标准”物理模型的神经网络模型

这项工作的起点，源于一个来自英国气象局的直接挑战。几年前，一位信息科学家问道：“你们能用AI预测降雨吗？能比我们的物理模型更准吗？”这个有趣的问题被带回了DeepMind团队。

深入研究后，我们发现，虽然基于大气物理模拟的传统天气预报极具挑战性，但对于神经网络模型而言，这却是一个相当可行的任务——前提是，我们拥有过去40年全球天气的海量数据作为支撑。

于是，几年前我们推出了GraphCast。这个模型能够预测全球范围内未来15天的大气状态，涵盖风速、温度、湿度等上百种变量。它采用了一种球面图神经网络，你可以将其想象成包裹地球的网格，节点从地表一直延伸至平流层下层。模型以自回归的方式运行，输入数据，输出预测，表现令人惊喜。

一个生动的例子是2024年末的飓风“李”。它进入大西洋后一度徘徊，随后转向北行，最终在新斯科舍省登陆。GraphCast提前整整9天就准确预测了其登陆地点。相比之下，那些被视为“黄金标准”的最先进物理模型，只能在提前6天时做出同等准确的预测。面对一场即将袭击陆地的大型飓风，多出这3天的预警窗口，其价值无可估量。

气象预测模型：8分钟生成15天天气预报 &直接预测气旋

基于这一成功，团队决定继续推进科学边界。下一代模型GenCast随之诞生。它的不同之处在于：这是一个概率性模型，并且拥有更高的准确度和效率。天气本质是混沌的，了解极端情况下的概率分布，能让预测更具操作指导意义。实际对比显示，在与1300个黄金标准基准预报的比拼中，GenCast在97%的情况下都更胜一筹。更惊人的是效率：生成一份15天的全球天气预报，现在只需单块芯片运行8分钟，而不再需要依赖大型超级计算机耗时数小时。这彻底改变了气象预报的解决方案范式。

但这支团队的探索并未止步。去年，他们推出了更新的技术——函数生成网络。它的革命性在于，直接预测气旋本身，而非先预报天气再通过后处理算法检测气旋。FGN将气旋的分类、识别、轨迹、风速乃至风眼形成等特性，直接融入网络进行训练，这使得其表现更为出色。目前，美国国家飓风中心已开始使用这项技术，并对它带来的优势感到兴奋。未来几年，我们期待它在全球范围内得到更广泛的应用。

为智能体创造“无限的环境”

最后，我们花点时间探讨另一个非语言模型的前沿：世界模型。这项工作深植于DeepMind长期以来在游戏和模拟环境中的积累。从Atari、围棋、星际争霸，到用于机器人研究的Mojoco环境，我们不仅训练智能体，更致力于创造“无限的环境”供其探索。

早期的Genie 1版本虽然只能运行几秒钟，但它证明了一个概念：根据文本提示生成一个小型的2D平台游戏世界，并允许用户在其中进行实时互动。这证明了路径可行。于是，团队开始扩大规模：增加数据、改进方法，并将训练对象转向3D游戏。

随之而来的Genie 2已经是交互式的3D环境生成器，尽管运行速度较慢且画质尚未达到现实级别。正当团队为此攻坚时，更强大的Genie 3出现了。

随心所欲改变世界的Genie 3

Genie 3的能力令人惊叹。例如，当你提示“我想要一个场景，让我正走在肯特郡泥泞的小路上”，它不仅能生成逼真的环境，还能让你“拥有”一个身体，并按照物理规律与世界互动——水会流动，脚步会踏出痕迹。模型不仅理解场景的外观，更理解了其内在的交互物理。

当然，场景远不止步行。你可以生成滑雪环境，并以多种方式与之互动。更有趣的是，你可以用一段简短的视频片段作为提示。例如，一位艺术家创作的前几秒视频被输入后，Genie 3能将其扩展成一个完整、鲜活的世界，你可以飞翔其中，与物体碰撞。模型具备“记忆”，它能记住场景中的独特建筑，并允许你飞回查看。

这些环境多样、交互性强且质量高，更重要的是它们具有一致性。例如，提示“我是一个身处折纸世界的折纸蜥蜴”后生成的世界，即使你离开一分钟再跑回起点，一切仍与开始时完全一致，这得益于出色的记忆能力。

最碘伏性的功能或许是动态提示。想象一下，当你行走在一个由Genie 3生成的、略显平淡的世界中（比如伦敦卡姆登运河边），你可以实时给出新的提示。于是，世界就在你眼前瞬间改变了。再来一次，纯属好玩，世界又焕然一新。这种“对抗式”地通过提示改变他人世界体验的构想，正在开创一种全新的娱乐形式。

全新的前沿

这不仅仅关乎娱乐。对于教育而言，其潜力同样惊人。能够进入一个世界并沉浸式地学习了解它，这种力量是巨大的。未来，我们必将看到这类技术越来越多地应用于各个领域。

就此，我的分享告一段落。顺便预告一下，明天早上我的同事Omar将会介绍Gemma 4，那是一个真正的语言模型。

谢谢大家。

来源:https://www.51cto.com/article/841147.html

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