Code-as-World:将真实视频逆向编译为可执行物理程序的智能体范式
MirroS公司发布「Code-as-World」范式,通过多轮智能体循环(最多5轮),将真实视频自动逆向还原为MuJoCo可执行的物理世界程序(scene.json)。该方法生成带精确物理标签(质量、接触、重力等)的训练数据,在QuantiPhy评测中以55.4分超越Gemini-3.1 Flash(54.8分)。模型已开源,含4B与9B两个Apache 2.0许可版本。
核心主张:像素是证据,而非本体
MirroS技术报告指出,当前主流方法——视频预测模型、3D重建、文本描述——均只能捕捉物理场景的局部表征,却无法还原其内在机制。Code-as-World提出一种新范式:用可执行世界表征(Executable World Representation, EWR) 替代像素、隐变量或文字描述。EWR被形式化为三元组 p = (C, E, A):
- Composition(构成):包含物体、几何结构、度量尺寸、质量、摩擦系数、重力等;地板与墙壁被建模为静态物理实体,具备支撑与碰撞能力;
- Evolution(演化):定义初始状态、外力、接触关系、碰撞事件、终止条件与时长;执行后可展开为完整状态轨迹;
- Appearance(外观):涵盖相机参数、光照、材质、背景及渲染配置;修改外观不影响底层物理逻辑。
在开源实现中,该三元组编译为标准 `scene.json` 文件,由MuJoCo引擎运行,并支持两种可切换模式:基于运动学姿态的动画引擎,与基于力和接触的物理引擎。
智能体驱动的逆向发现,非单次预测
从视频恢复EWR是一个典型的逆问题,团队将其建模为溯因搜索(abductive search)。一个智能体循环执行五阶段流程:提出假设 → 实例化 → 执行仿真 → 渲染图像 → 验证比对,最多迭代K=5轮。输入视频经SAM 3提取实例掩码与图像平面轨迹,VGGT-Omega估计深度与相机几何,SAM 3D生成逐物体网格。候选仿真结果被投影回原始视角,并在关键帧上对比RGB图像、深度图、掩码与运动轨迹。帧级差异聚合为结构化反馈Δ,指导下一轮修正;若预算耗尽仍未通过验证,则拒绝该假设。
在相同五次评估预算下,该循环在视觉对齐度、物体IoU、轨迹平均位移误差(Traj-ADE)及精度@2%D等指标上,全面优于“Best-of-5”独立采样策略;且结论在两种仿真引擎下均稳定复现。候选视频源自WISA-80K数据集(经运动特征过滤),仿真到真实图像的重渲染采用Wan2.2-VACE与内部视频模型协同完成。
经验证世界作为高精度物理监督信号
训练分为两阶段:
- 第一阶段:监督微调,使用73,335组图像空间问答对(来自RefCOCO/+/g、RefCLEF与GOT-10K),覆盖位置、范围、位移、速度与加速度等像素级物理量;
- 第二阶段:采用GRPO算法,在世界空间VQA任务上进行强化学习,数据源为1,585个文本驱动与988个视频驱动的可执行世界,奖励函数综合归一化数值精度、单位正确性与格式合规性。
训练使用8块NVIDIA H100 GPU。在QuantiPhy验证集(159题,MRA宏平均涵盖2S/2D/3S/3D四类物理推理)上,Code-as-World-VL-4B得分为50.6,9B版本达55.4,27B推理模型为58.6;对比基准包括Gemini-3.1 Flash(54.8)、ChatGPT-5.1(48.4)及最强开源基线Qwen3-VL-32B-Instruct(40.2)。消融实验表明:仅用图像空间监督时,4B/9B得分分别为44.2与50.9;引入世界空间监督后,分别提升至50.6与55.4。像素级定位能力亦同步增强:9B模型在RefCOCO上从63.7升至68.3,在GOT-10K上从20.1跃升至26.6。
开源与部署状态
MirroS已公开GitHub仓库及两个检查点(Code-as-World-VL-4B与VL-9B),基于Qwen3.5-4B/9B微调,采用BF16 safetensors格式,由vLLM服务,提供OpenAI兼容 `/v1` 接口;默认每视频采样16帧,`--max-model-len 4608`。项目当前处于研究与内部原型阶段,具备可部署性。
> 编者观点:该工作为中国AI研发团队提供了「物理可解释性+可编辑仿真闭环」的新路径,提示在具身智能与工业数字孪生领域,应更重视从感知输出向可执行世界模型的范式跃迁,而非止步于表层视频理解。
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