BrowseComp-V³:面向多模态浏览智能体的视觉、垂直、可验证基准测试 BrowseComp-V^3: A Visual, Vertical, and Verifiable Benchmark for Multimodal Browsing Agents
提出300题多模态深度搜索基准,揭示SOTA模型仅36%准确率
前置知识
多模态大语言模型 (MLLM)
多模态大语言模型是能够同时处理文本、图像等多种模态输入的大规模语言模型。典型代表包括GPT-5.2、Gemini-3、Claude-Sonnet-4.5、Qwen3-VL等。这些模型通过在大规模图文数据上预训练,获得了跨模态的语义理解和推理能力。在本文中,MLLM是被评估的主体,研究者测试了9个不同的MLLM在多模态深度搜索任务上的表现。MLLM的核心挑战在于它们虽然具备强大的参数化知识,但缺乏实时获取互联网最新信息的能力,这正是本文要解决的关键问题。
本文的核心任务就是评估MLLM在复杂网页浏览场景下的多模态推理能力,理解MLLM的能力边界是读懂本文的基础
多模态深度搜索 (Multimodal Deep Search)
多模态深度搜索是指智能体在开放网络环境中,通过多轮交互、跨页面跳转、文本与图像协同推理来完成复杂信息检索任务的过程。与传统的浅层检索(如简单的两跳问答)不同,深度搜索要求模型进行多层次、跨模态的多跳推理,关键证据可能分散在不同网页的文本和图像中。本文将跨模态交互复杂度分为三个层次:区域内对齐(intra-region alignment)、区域间整合(inter-region integration)和图像间推理(inter-image reasoning),系统地刻画了深度搜索的能力维度。
这是本文定义的核心评测任务范式,理解深度搜索与浅层检索的区别是把握本文价值的关键
过程评估 (Process-Oriented Evaluation)
过程评估是一种超越传统结果正确率的评估范式,通过追踪模型在多步推理过程中的中间子目标完成情况来评价模型能力。本文定义了Process Score指标,计算公式为 $\text{ProcessScore}(q) = \frac{|\hat{G}_q|}{|G_q|}$,其中 $G_q$ 是解决问题 $q$ 所需的全部真实子目标集合,$\hat{G}_q$ 是模型成功完成的子目标集合。这种评估方式能够精确诊断模型在哪个环节失败,揭示能力边界,而非仅仅给出最终答案对错的二元判断。
过程评估是本文的核心创新之一,区别于现有基准测试仅关注最终答案正确率的做法
OmniSeeker框架
OmniSeeker是本文提出的统一多模态浏览智能体框架,集成了五种标准化工具:TextSearch(文本搜索)、WebVisit(网页访问)、ImageSearch(图像搜索)、ImageCrop(图像裁剪)和ReverseImageSearch(反向图像搜索)。该框架采用模块化设计,检索模块使用Serper API返回前5个结果,图像检索输出以base64编码嵌入对话上下文,网页访问模块使用Jina来检索和解析网页内容。OmniSeeker的关键价值在于其通用性——它能为任何MLLM提供统一的工具调用接口,使开源模型也能获得接近闭源专有系统的浏览能力。
OmniSeeker是本文的重要贡献之一,理解其设计理念有助于把握本文对开源社区的价值
FTS5全文搜索与语义搜索
FTS5是SQLite内置的全文搜索引擎,通过建立倒排索引实现高效的文本检索。在本项目的应用场景中,FTS5用于论文标题和摘要的关键词匹配。与之互补的是基于ChromaDB的语义搜索,后者通过向量嵌入实现语义级别的相似度检索。本文的BrowseComp-V3基准测试也要求所有关键证据必须通过标准公开搜索引擎可访问,这体现了对可搜索性(searchability)的严格要求。
理解搜索技术背景有助于认识本文对'信息可搜索性'这一设计原则的重视
研究动机
现有的多模态浏览基准测试存在三个核心缺陷,严重制约了对多模态深度搜索能力的全面评估。首先是任务复杂度不足:早期基准测试如InfoSeek、Enc-VQA、MMSearch等主要集中在两跳浅层检索,视觉信息仅出现在初始阶段,无法反映真实世界中深层次多模态搜索的复杂性。其次是关键信息不可搜索:后续基准如LiveVQA、MM-BrowseComp、MMSearch-Plus中的核心证据往往来自视频或专有文档等无法被公开搜索引擎访问的来源,这严重损害了评估的可复现性和公平性。最后是评估维度狭窄:现有研究主要关注最终答案的正确性,缺乏对推理过程的系统性刻画。以具体数据为例,现有基准在Table 1对比的8个维度中,没有任何一个同时满足多模态输入、多轮交互、带思考的图像、多图像推理、公开可搜索答案、基于跳数的难度分析、人工验证轨迹和细粒度过程评估这8个标准,即使是最先进的MMSearch-Plus也仅满足其中5个。
本文的目标是本文旨在创建BrowseComp-V3,一个专门设计用于评估多模态深度浏览和搜索能力的综合基准测试。该基准包含300道精心策划、高度复杂的题目,涵盖24个不同的子领域,系统性地评估多模态浏览智能体在开放世界环境中的表现。具体目标包括:(1)通过多层次、跨模态的多跳推理设计,确保任务必须使用网页浏览工具而不能仅靠模型参数化知识解决;(2)确保所有关键证据通过标准公开搜索引擎可访问,并提供人工标注的金标准搜索轨迹;(3)引入专家验证的中间子目标机制,实现搜索过程的细粒度评估,精确诊断模型的失败模式和能力边界。同时,作者还开发了OmniSeeker通用多模态浏览智能体框架,为开源模型提供标准化的工具调用能力。
与已有工作不同的是,本文的独特切入角度体现在三个方面的创新组合。第一,BrowseComp-V3是首个同时具备搜索深度(多层次多跳)、公开搜索可访问性(所有证据公开可检索)和过程评估机制(子目标追踪)的多模态深度搜索基准,这在Table 1的对比中可以清晰看出——所有现有基准最多满足8个维度中的6个,而BrowseComp-V3满足全部8个。第二,本文将跨模态交互复杂度系统地划分为三个层次(区域内对齐、区域间整合、图像间推理),这种细粒度的能力分解使得研究者能够精确定位模型在多模态推理中的具体瓶颈。第三,本文不仅提供了静态的基准数据集,还配套发布了OmniSeeker框架和完整的搜索轨迹标注,形成了数据集-评估框架-智能体系统三位一体的完整研究平台,为后续研究提供了可复用的基础组件。
核心方法
BrowseComp-V3的整体方法论可以分为两大部分:基准数据集的构建流程和OmniSeeker评估框架的设计。从直觉上看,构建一个有效的深度搜索基准需要解决一个核心矛盾——题目既要足够困难以区分模型能力,又要确保所有关键证据公开可访问以保证公平性。本文的解决方案是采用专家驱动的标注流程,由20多名人工智能领域的硕博研究人员参与,在真实的开放网络环境中进行探索式搜索,记录完整的交互轨迹,然后通过双验证和对抗过滤机制确保题目质量。技术路线上,数据构建遵循5阶段闭环质量保证框架:初始化与指导原则制定、工具增强探索式标注、双验证与对抗过滤、结构化数据格式化、专家质量控制。评估框架OmniSeeker则采用模块化设计,将五种标准化工具(TextSearch、WebVisit、ImageSearch、ImageCrop、ReverseImageSearch)统一集成,为任何MLLM提供一致的工具调用接口,每道题目限制最多20轮交互。
BrowseComp-V3的核心创新在于将三个通常独立考量的维度——搜索深度、信息可搜索性、评估粒度——统一融合到一个基准中。与现有方法的本质区别体现在:(1)相比BrowseComp-VL和MM-BrowseComp等仅关注两跳检索的基准,本文通过多跳变体扩展搜索深度,并将跨模态交互分为三个层次,真正模拟了现实世界的深度搜索场景;(2)相比LiveVQA和MMSearch-Plus等依赖视频或专有文档的基准,本文严格要求所有证据必须通过标准公开搜索引擎可访问,确保了可复现性;(3)相比所有仅关注最终答案正确率的现有基准,本文引入了Process Score指标 $\text{ProcessScore}(q) = \frac{|\hat{G}_q|}{|G_q|}$,通过追踪中间子目标的完成情况来量化模型的搜索过程质量。这种三位一体的设计使得BrowseComp-V3能够同时捕获任务难度、评估公平性和诊断深度三个关键维度。
方法步骤详情
BrowseComp-V3的数据构建流程包含5个严格定义的阶段。Stage 1(初始化与指导原则制定):领域专家定义核心评估维度(领域多样性、任务层次、跳数分布),构建包含Visual Inputs、Queries、Sub-goals、Answer和Metadata的初始示例,连同Instruction Documents一起建立后续大规模标注的金标准。Stage 2(工具增强探索式标注):标注员根据领域专长分配子任务,使用TextSearch、WebVisit、ImageSearch、ImageCrop和ReverseImageSearch等专业工具进行探索式网络搜索,记录完整的交互轨迹,将复杂任务分割为关键子目标,并标注获取每条关键证据所需的能力。Stage 3(双验证与对抗过滤):原始数据集经过两个连续筛选阶段——人工验证循环中,验证者复制标注的搜索轨迹并评估逻辑连贯性、证据支持和答案准确性,未通过验证的样本返回修订;然后通过SOTA多模态大模型过滤掉简单示例,确保保留涉及长尾知识或复杂推理需求的挑战性样本。Stage 4(结构化数据格式化):将验证通过的样本后处理并转换为统一JSON格式,包含标准化的输入/输出字段、子目标和交互轨迹。Stage 5(专家质量控制):在正式发布前,领域专家审核结构化数据的安全性、隐私合规性和事实准确性,只有通过审核的样本才纳入最终数据集。
技术新颖性
BrowseComp-V3的技术新颖性体现在多个层面。首先,在数据构建方法论上,本文采用了闭环质量保证框架,将探索式标注、双验证、对抗过滤、结构化格式化和专家审计五个阶段有机串联,形成严格的质量控制链条。特别是Stage 3的双验证机制——先由人工验证轨迹可复现性,再由SOTA模型过滤掉简单样本——是一种创新的双保险策略,既保证了人类可解性又确保了足够的难度。其次,在评估指标设计上,Process Score的引入填补了多模态深度搜索领域缺乏过程级评估的空白。该指标通过计算模型完成的子目标比例 $\frac{|\hat{G}_q|}{|G_q|}$ 来量化搜索过程质量,能够揭示模型在最终答案错误但部分推理正确的情况下的实际能力。实验数据表明Process Score通常显著高于Success Rate(如GPT-5.2-Thinking的PS为66.05%而SR仅为39.13%),验证了该指标的信息增益。第三,在跨模态复杂度分类上,本文将交互分为三个层次(区域内对齐、区域间整合、图像间推理),这种层次化分类为细粒度的能力诊断提供了理论框架。
实验结果
本文的实验结果揭示了五个核心发现。第一,人类与模型之间存在显著的性能差距:人类参与者(拥有博士学位级别的专业知识)在BrowseComp-V3上取得了68.03%的平均成功率和82.93%的平均过程分数,而没有任何模型的成功率超过40%,即使是表现最好的GPT-5.2-Thinking也仅达到39.13%的成功率。第二,工具增强对性能提升至关重要:在无工具访问的情况下,大多数模型仅能达到约10%的成功率(如GPT-5.2仅6.00%,Claude-Sonnet-4.5仅4.00%),而工具增强后性能大幅提升,表明参数化知识无法独立应对开放网络中的动态跨模态证据链。第三,OmniSeeker框架的有效性和通用性得到验证:所有模型在配备OmniSeeker后都取得了显著提升,Doubao-Seed-1.8达到33.67%的成功率,接近GPT-5.2-Thinking的39.13%。第四,过程分数与成功率之间存在明显差距,PS通常高于SR,表明模型能够完成单个子目标但在长序列任务中难以保持逻辑一致性。第五,开源模型正在快速缩小与闭源模型的差距,Doubao-Seed-1.8在OmniSeeker支持下达到33.67%的成功率,展现了开源模型在复杂推理方面的强大能力。
查看结构化数据
| 任务 | 指标 | 本文 | 基线 | 提升 |
|---|---|---|---|---|
| 多模态深度搜索(BrowseComp-V3整体) | Success Rate (SR, %) | GPT-5.2 + OmniSeeker: 36.00% | GPT-5.2-Thinking (TA): 39.13% | OmniSeeker使开源模型GPT-5.2达到接近闭源服务39.13%的水平 |
| 多模态深度搜索(BrowseComp-V3整体) | Process Score (PS, %) | Doubao-Seed-1.8 + OmniSeeker: 58.44% | GPT-5.2-Thinking (TA): 66.05% | 开源模型PS达到闭源服务的88.5% |
| 工具增强效果对比 | Success Rate (SR, %) | Gemini-3-Flash + OmniSeeker: 23.67% | Gemini-3-Flash (无工具): 12.00% | 工具增强使SR提升97.3% |
| 人类基准对比 | Success Rate (SR, %) | 最佳模型 GPT-5.2-Thinking: 39.13% | 人类专家: 68.03% | 最佳模型仍比人类低28.9个百分点 |
| 不同任务难度等级 | Process Score (PS, %) | Doubao-Seed-1.8 L1: 0.6185, L2: 0.5652, L3: 0.5838 | MiMo-V2-Flash L1: 0.3776, L2: 0.2638, L3: 0.3420 | 顶级开源模型在各难度等级均显著优于中等模型 |
局限与改进
BrowseComp-V3虽然在多个维度上实现了突破,但仍存在若干值得讨论的局限性。从数据集规模来看,300道题目虽然经过精心策划,但相对于24个子领域的覆盖来说,每个子领域平均仅约12.5道题,这可能导致某些特定领域的统计显著性不足。从评估设置来看,OmniSeeker框架限制每道题最多20轮交互,这一限制可能无法充分探索模型在更长交互序列中的能力,特别是考虑到人类参与者有30分钟的时间限制。从工具集成来看,OmniSeeker使用Serper作为搜索API(返回前5个结果)和Jina作为网页解析器,这种特定的工具组合可能不是所有模型的最优配置。此外,本文的实验主要关注Pass@1设置,虽然Figure 4展示了测试时计算缩放的潜力(如Best-of-N策略),但在实际部署中,多次采样的计算成本可能限制其应用。从任务设计来看,所有题目都要求公开可搜索的证据,这虽然保证了公平性,但可能排除了某些需要访问专有数据库或实时视频流的真实世界深度搜索场景。最后,本文的失败模式分析(Figure 5)虽然揭示了视觉定位错误和候选实体混淆是主要瓶颈,但对于如何系统性地解决这些瓶颈,作者提供的具体技术方案相对有限。
独立分析的弱点
基于对论文的深入分析,可以识别出几个值得关注的弱点和改进方向。第一,数据集规模与多样性:300道题目虽然质量精良,但规模相对有限,特别是对于24个子领域来说分布不够密集。改进方向是通过半自动化的方式扩展数据集规模,例如利用LLM辅助生成候选题目,再由专家验证和筛选。第二,评估框架的工具选择:OmniSeeker目前集成了5种固定工具,但不同任务可能需要不同的工具组合。可以探索自适应工具选择机制,根据问题特征动态调整工具配置。第三,过程评估的子目标粒度:当前的Process Score将子目标视为二元完成状态(完成/未完成),未能捕捉子目标之间的依赖关系和部分完成状态。可以引入加权子目标图来更精细地建模推理过程。第四,测试时计算缩放的效率:虽然Best-of-N策略有效,但计算成本随N线性增长。可以探索更高效的测试时缩放方法,如自适应采样或基于不确定性的提前终止。第五,跨模态推理的层次化评估:虽然本文提出了三个交互层次,但实验结果(Table 3)显示模型在L2和L3之间的性能差异不一致,说明当前的层次划分可能需要进一步细化或调整。
未来方向
基于BrowseComp-V3的成果,可以展望几个有前景的研究方向。首先,强化学习驱动的浏览智能体训练:本文的过程评估机制为强化学习提供了天然的奖励信号,子目标完成情况可以作为中间奖励,引导智能体学习更有效的搜索策略。其次,多智能体协作的深度搜索:当前的评估框架假设单一智能体独立完成任务,但在现实中,多智能体协作(如分工搜索、信息共享)可能更高效。第三,动态基准测试与持续学习:随着网络内容的不断变化,静态基准测试可能逐渐过时。可以探索动态更新机制,定期引入新题目并淘汰已过时的题目。第四,跨语言深度搜索:当前基准主要关注英文内容,但真实世界的搜索场景往往涉及多语言信息。可以扩展基准以涵盖跨语言的多模态深度搜索任务。第五,端到端的浏览智能体训练:OmniSeeker目前是一个模块化框架,各工具独立运行。未来可以探索端到端训练方法,使智能体能够学习工具间的协同策略。最后,基于本文的Process Score指标,可以开发更细粒度的能力诊断工具,帮助研究者精确定位模型在多模态推理中的具体弱点。
复现评估
从复现性角度来看,BrowseComp-V3提供了相对良好的研究基础。数据集方面,本文提供了300道题目的完整标注,包括问题文本、视觉输入(383张图像)、子目标、答案和元数据,以及人工标注的金标准搜索轨迹,这些都为复现实验提供了坚实基础。评估框架方面,OmniSeeker作为统一的多模态浏览智能体框架,其模块化设计和标准化工具接口使得其他研究者可以较容易地集成自己的模型。然而,复现的挑战主要来自几个方面:第一,计算资源需求,实验评估了9个不同的MLLM,其中包含GPT-5.2、Gemini-3等闭源模型的API调用,这需要相当的API费用;第二,搜索API的依赖,OmniSeeker使用Serper作为搜索API,不同时间的搜索结果可能有所不同,这可能影响结果的完全复现;第三,网页内容的时效性,虽然本文强调了时间稳定性(Temporal Stability)原则,但网络内容仍在不断变化,某些链接可能失效。总体而言,本文的复现难度属于中等水平,核心瓶颈在于API成本和网络环境的不确定性。
论文图表