funsearch
FunSearch 是由 Google DeepMind 推出的开源项目,旨在利用大型语言模型自动搜索并生成计算机程序,以解决复杂的数学与组合优化难题。它成功在“帽子集构造”、“在线装箱问题”及“循环图独立集”等前沿领域发现了超越人类已知水平的新解法,相关成果已发表于《自然》杂志。
该项目核心解决了传统算法难以触及的启发式策略搜索问题。不同于直接让 AI 输出答案,FunSearch 创新性地采用“进化算法 + 大模型”的协同机制:大模型负责编写解决问题的代码片段,进化算法则通过不断测试、筛选和变异这些代码,迭代出最优程序。这种“通过搜索程序来发现知识”的模式,为科学探索提供了全新范式。
FunSearch 特别适合人工智能研究人员、数学家及计算机科学家使用。仓库提供了完整的复现代码与 Google Colab 笔记,涵盖多个经典问题的实现细节。虽然官方分布式训练架构未完全开源,但提供的单线程实现足以帮助开发者深入理解其方法论,并基于现有的大模型与沙箱环境进行自定义适配与二次开发,是探索 AI 驱动科学发现的宝贵资源。
使用场景
某物流科技公司的算法团队正致力于优化其仓储系统的在线一维装箱策略,以应对海量订单带来的实时调度挑战。
没有 funsearch 时
- 工程师依赖人工设计启发式规则(如“首次适应”或“最佳适应”),难以突破传统数学方法的思维局限,策略上限明显。
- 面对动态变化的货物尺寸分布,手动调整参数耗时费力,往往滞后于业务增长,导致仓库空间利用率长期停滞在瓶颈期。
- 缺乏自动发现新算法的能力,团队需花费数周时间进行试错实验,却很难找到优于现有教科书方案的新逻辑。
- 复杂的组合优化问题使得穷举搜索不可行,只能凭经验猜测潜在的最优解结构,存在巨大的机会成本。
使用 funsearch 后
- 利用大语言模型结合进化算法,funsearch 自动生成了超越人类专家设计的新型启发式代码,显著提升了装箱密度。
- 系统能在短时间内迭代数百万种程序变体,快速适配不同的货物分布特征,将策略优化周期从数周缩短至数小时。
- 成功挖掘出反直觉但高效的装箱逻辑,这些由代码表示的数学发现直接转化为生产环境中的高性能调度规则。
- 通过可执行的代码形式输出结果,团队无需重新推导公式,可直接验证、部署并集成到现有的分布式调度系统中。
funsearch 通过将程序搜索与大模型创造力结合,把原本依赖人类灵感的数学发现过程转变为自动化、可扩展的工程能力,彻底改变了组合优化问题的求解范式。
运行环境要求
- 未说明
未说明
未说明

快速开始
FunSearch
此仓库与以下论文配套:
Romera-Paredes, B. 等人. 大型语言模型程序搜索中的数学发现. Nature (2023)
仓库包含 6 个独立目录:
cap_set包含由 FunSearch 发现的用于构造大容量覆盖集的函数,并且我们还以数值格式提供了这些覆盖集,方便使用。admissible_set包含由 FunSearch 发现的用于构造大容许集的函数,并且我们也以数值格式提供了这些容许集,方便使用。bin_packing包含 FunSearch 发现的用于在线一维装箱问题的启发式算法,以及用于复现论文中结果的评估套件。cyclic_graphs包含由 FunSearch 发现的用于在循环图的强积上构造大独立集的函数,并且我们还以数值格式提供了这些集合,方便使用。corner_free_sets包含以数值格式表示的索引集合,这些集合满足补充信息中描述的无角问题的组合退化约束条件。implementation包含进化算法的实现、代码操作工具以及 FunSearch 流水线的单线程版本。该目录不包含用于生成新程序的语言模型、执行不可信代码的沙盒,也不包含在我们的分布式系统上运行 FunSearch 的基础设施。此目录旨在帮助理解我们方法的细节,并便于将其适配到任何可用的语言模型、沙盒和分布式系统上。
安装
无需安装。所有笔记本均可在 Google Colab 中打开并运行。
使用说明
引用本工作
如果您使用本包中的代码或数据,请引用以下文献:
@Article{FunSearch2023,
author = {Romera-Paredes, Bernardino and Barekatain, Mohammadamin and Novikov, Alexander and Balog, Matej and Kumar, M. Pawan and Dupont, Emilien and Ruiz, Francisco J. R. and Ellenberg, Jordan and Wang, Pengming and Fawzi, Omar and Kohli, Pushmeet and Fawzi, Alhussein},
journal = {Nature},
title = {Mathematical discoveries from program search with large language models},
year = {2023},
doi = {10.1038/s41586-023-06924-6}
}
许可与免责声明
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本项目并非 Google 官方产品。
常见问题
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