强化学习在大推理模型中的发展历程 - 强化学习自1998年Sutton提出概念以来 明确奖励信号可使智能体在复杂环境中超越人类 [4] - 2013年DeepMind展示RL训练智能体仅凭像素和得分反馈学会玩《打砖块》游戏 [4] - AlphaGo和AlphaZero通过自我对弈和奖励信号在围棋等棋类达到人类难以企及水平 [4] - 大模型时代RL应用于人类反馈强化学习（RLHF）使模型回答更符合人类偏好 [4] 大推理模型（LRM）的新趋势 - 研究者希望通过RL让模型不仅"更听话"且真正学会"推理" 通过可验证奖励提升数学题答对率或代码测试通过率 [5] - OpenAI的o1和DeepSeek-R1展示RL训练后模型具备更好规划、反思和自我纠正能力 [5][13] - 推理能力可通过扩展不断增强 与参数规模、训练数据并列成为新扩展路径 [5][13] 技术实现与核心突破 - LRM采用可验证奖励训练（RLVR）掌握长链推理能力 包括规划、反思和自我纠错 [13] - OpenAI o1性能随额外RL训练算力增加和推理阶段"思考时间"算力增加持续提升 [13] - DeepSeek-R1在数学任务采用基于规则准确率奖励 编程任务采用编译器/测试驱动奖励 展示大规模GRPO算法引导复杂推理能力 [13] - RL方法从RLHF（2022）演进至DPO（2023）再到RLVR（2025） 任务解决能力和能力提升持续增加 [15] 系统特性与扩展路径 - LRM在推理过程分配大量计算资源生成、评估和修正中间推理链 性能随计算预算增加提升 [15] - 提供与预训练数据规模和参数规模扩展互补的能力增长路径 [15] - 利用奖励最大化目标在存在可靠验证器领域实现自动可检验奖励 [15] - RL通过生成自监督训练数据克服数据限制 被视为实现通用人工超级智能（ASI）的潜在技术路径 [15] 研究综述内容框架 - 引入LRM语境下RL建模基本定义 梳理自OpenAI o1发布以来前沿推理模型发展 [16] - 回顾RL for LRM核心组件：奖励设计、策略优化和采样策略 比较不同研究方向和技术方案 [16] - 讨论基础性与争议性问题：RL角色、RL vs SFT、模型先验、训练方法及奖励定义 [16] - 总结训练资源包括静态语料库、动态环境和训练基础设施 [16] - 综述RL在编程任务、智能体任务、多模态任务、多智能体系统、机器人任务及医学应用 [16][18] - 探讨未来研究方向包括新算法、新机制、新功能及其他潜在路径 [16][18] 领域挑战与机遇 - RL在大推理模型应用面临奖励设计合理性、算法效率、数据与算力支撑等挑战 [6] - 扩展挑战不仅限于计算资源 还涉及算法设计、训练数据和基础设施 [8][15] - 如何扩展RL实现更高水平智能并产生现实价值仍是未解决问题 [15] - 需重新审视领域发展 探索增强RL可扩展性策略以迈向通用人工超级智能 [8][15]

文章核心观点 - 强化学习正成为推动大语言模型向大推理模型演进的核心方法 通过可验证奖励机制提升模型在数学、编程等复杂任务中的推理能力 [2][3][5] - OpenAI o1和DeepSeek-R1展示了RL训练带来的突破性进展：模型性能随训练算力和推理思考时间增加而持续提升 揭示了除预训练外的新扩展路径 [10] - RL通过奖励最大化目标和自监督数据生成克服数据限制 被视为实现通用人工超级智能的潜在技术路径 [12] 前沿模型发展 - DeepMind早期已证明RL智能体仅凭像素和得分反馈即可学会玩《打砖块》游戏 AlphaGo系列通过自我对弈超越人类棋手 [2] - 大模型时代RL最初应用于人类偏好对齐（RLHF） 近期转向提升模型推理能力 形成大推理模型新范式 [2][3] - OpenAI o1和DeepSeek-R1成为重要里程碑：前者通过RL训练和推理时间扩展提升性能 后者采用基于规则的准确率奖励和编译器测试驱动奖励 [10] 基础组件 - 奖励设计包含可验证奖励（如数学答案正确率）、生成式奖励、密集奖励、无监督奖励和奖励塑形等多类方法 [14] - 策略优化涵盖策略梯度目标、基于评论家算法、无评论家算法、离策略优化和正则化目标等方向 [14] - 采样策略包括动态结构化采样和采样超参数优化 旨在提升训练效率 [14] 关键问题 - RL在大推理模型中的角色存在"能力锐化"与"能力发现"之争 需明确其核心作用 [14] - RL与监督微调（SFT）存在泛化与记忆的差异 需平衡两者关系 [14] - 奖励类型区分过程奖励与结果奖励 影响模型学习路径 [14] 训练资源 - 静态语料库、动态环境和训练基础设施构成三大资源类别 需进一步标准化发展 [14] - 现有资源虽可复用 但仍需完善以支撑大规模RL训练需求 [5] 应用场景 - 编程任务通过代码测试通过率作为奖励 提升模型代码生成能力 [14] - 智能体任务关注语言智能体与环境的长期交互演化 [7] - 多模态任务、多智能体系统、机器人任务和医学应用构成RL重要落地方向 [14][15] 未来方向 - 持续RL、基于记忆的RL和基于模型的RL被视为LLM强化学习重点发展领域 [15] - 潜在研究方向包括高效推理教学、潜在空间推理、预训练RL、扩散模型RL及科学发现应用等 [15]