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人类第六感:多模态模型直觉视觉推理基准 Humanity's Sixth Sense: Benchmarking Intuitive Visual Reasoning in Multimodal Models

Xingang Guo, Jing Gu, Brian Jang, Renxiong Wang, Utkarsh Tyagi, Daniel Quigley, Steven Li, David Yan, Daniel Yue Zhang, Darvin Yi, Forrest Huang, HiJae Kim, Tianyi Zhang, Jared Lichtarge, Jihua Huang, Le Xue, Manan Tomar, Qiuyi Richard Zhang, Ruofei Yu, Seth Neel, Yaning Hu, Marcella Valentine, Xinzhe Jiang, Daniel Evans, Chenguang Wang, Dustin Tran, Tong Zhao, Yinfei Yang, Yunzhong He 📅 2026-10-08 👍 11 2026-11-11 18:30
LLM-as-a-judge 基准测试 多模态大模型 直觉推理 社会认知 视觉推理

HSS基准显示最强模型直觉视觉推理仅53.6%,远低于人类的93.1%

前置知识

MLLM(多模态大语言模型)

统一接收文本与图像/视频输入并生成文本输出的大模型,通常由视觉编码器(把图像切成 patch 编码成向量序列)加语言模型骨干构成。视频输入要么原生送入(原生视频 token),要么按固定帧率抽成关键帧序列再当作多张图处理。

HSS 的评测对象就是 25 个前沿 MLLM,理解它们如何吃进图像/视频(原生视频 vs 抽帧、分辨率上限)是读懂实验设置与帧预算消融的前提。

pass@1

源自代码生成评估的指标:单次采样即解决问题的概率。本文中每题尝试 $A_i=3$ 次,一次尝试只有当人类撰写的全部 $k_i$ 条原子评分准则都被判为满足($c_i^a=\mathbb{1}[\sum_j v_{ij}^a=k_i]$)才算通过,再对全部任务取平均。

HSS 的所有数字都是 pass@1,且采用『全对才算过』的严格判定,理解这一点才能正确解读 53.6% vs 93.1% 的差距含义。

LLM-as-a-judge 与评分准则(rubric)

开放式自由回答无法用字符串匹配打分,于是用另一个强模型当裁判:把问题、人类参考答案、若干条可独立判定的原子准则和候选回答一起给裁判,逐条输出 met/unmet 及一句话理由。主要风险是裁判自身偏见(如自我偏好)。

HSS 全部由 Claude-Opus-5 判分,论文专门用三家裁判交叉验证($\kappa\ge 0.92$、自我偏好 −0.44 点不可检出)来保证分数可信,这是评估本文结论效度的关键。

推理努力与测试时计算

推理模型可以在回答前先生成大量『思考 token』做链式推理,厂商通常提供 low/medium/high/xhigh/max 等努力档位。增加测试时计算是当前提升难基准成绩的主流手段。

论文的核心反直觉发现之一是:提高推理努力对 HSS 帮助有限甚至有害(如 GPT-6-astra 在 Retrodiction 子域从 high 到 xhigh 掉 14 点),说明直觉推理不靠深思获得——这正是与人类『系统 1』的类比。

智能体工具循环(agentic harness)

把模型放进一个循环里,允许它调用工具后多轮迭代:对图像裁剪放大、对视频抽帧/重采样/拼接触点表(contact sheet)、写中间推理,直到主动决定提交最终答案,如 Claude Code、Codex。

论文用智能体条件做诊断:如果失败源于『没看清』,主动再看应能修复;实验显示修复了感知类错误却修不掉 2D 重叠误读为 3D 的深度错误,直接支撑了『HSS 测的不是感知』的论点。

心智理论(Theory of Mind)

推断他人信念、意图、情绪与知识盲区的能力,即『读心』。认知科学中通过虚假信念任务等范式研究,是人类社会交互的基础,被认为是快速、自动的心理化过程。

ToM 是 HSS 社会理解域的两个子域之一(51 题,其中 46 题为视频),也是模型表现最差的能力区之一,理解这一概念才能明白模型在社会理解上平均仅 24.4% 意味着什么。

研究动机

现有视觉基准分成两大家族,但都测不到『直觉推理』这层能力。第一类把图像当作学术题的包装,如 MMMU、MathVista、Humanity's Last Exam:图像提供显式已知条件,难点在符号推理链,理论上把图完整转写成文字后题目依然成立。第二类测感知敏锐度,如 V*、MMBench、Video-MME/Video-MME-v2、BLINK:答案就在画面里,比拼的是找得准、跟得住。而人类在约 150ms 内即可完成自然场景分类,并毫不费力地推断隐含的物理动力、他人意图与社会结构。文本侧的 SimpleBench 已经证明前沿模型在常识性时空与社会推理上大幅落后人类;视觉侧最接近的 BabyVision 测的是『模型能否感知显式存在的东西』,而真实场景承载着大量从未明说的信息——人际张力、潜在意图、物理可供性、即将发生的后果。已有的物理/社会智能探针(VCR、IntPhys、Physion、SocialIQa、MMToM-QA 等)则各自碎片化、高度依赖合成场景,且多采用选择题格式,模型可以靠排除法蒙对而非真正的视觉推断。

本文的目标是论文要构建 HSS(Humanity's Sixth Sense)基准,把『直觉视觉推理』——介于原始感知与刻意逐步逻辑之间的那层快速推断——变成可测量、可诊断的独立能力轴。具体目标包括:给出一个扎根认知科学的形式化分类学(四大域、11 个子域);建成一个由人类撰写、经多轮独立审校达成严格共识的基准(最终 522 题:288 张图、234 段视频共 17.6 小时,配 723 条原子评分准则);用开放式自由回答加逐条判分替代选择题,杜绝排除法作弊;在此之上系统评测 25 个前沿 MLLM,并检验测试时算力扩展、推理努力档位与智能体工具循环能否缩小人机差距。

与已有工作不同的是,本文的独特切入是反着设计准入标准:其他基准怕题目太简单,HSS 专收『看多久都看不出答案、但人瞟一眼就知道』的题。三条铁律把直觉操作化——凡高清局部裁剪就能让答案显而易见的纯感知题一律丢弃;凡需要符号计算、学术或行业专业知识的题一律丢弃;凡问题或标准答案存在人类分歧、无法达成全票共识的题一律丢弃。这与 VCR/Sherlock 等接受『合理』续写的前作有本质区别:HSS 只收答案『被迫唯一』的题,这才使开放式评分成为可能。分类学上它把认知科学三个经典模块(Spelke 的物体与空间核心知识、Battaglia 的直觉物理、Baker 的心理化)整合为时间因果、物理空间、社会理解三域,再外加一个抽象规则域,形成统一的单一准入门下覆盖自然媒体的多维诊断框架。

核心方法

先说直觉:HSS 的每道题都像一个人类『第六感』测试——看一张图或一段视频,回答一个任何专注的成年人都能凭画面加日常经验立即答出的问题,比如『穿绿外套的女人为什么放慢了脚步』(因为追的公交车停下来等她了),而答案所需的信息从未直接出现在像素里。技术路线:每个实例是四元组 $(m, q, g, R)$——视觉媒体 $m$、自然语言问题 $q$、人类撰写的参考答案 $g$、原子评分准则集 $R=\{r_1,\dots,r_k\}$。标注员从授权媒体池选材、按分类学归类、撰写问题与答案并把答案分解为可独立判定的准则;随后经过三轮独立审校(Pass/Edit/Drop 三种裁决,Edit 打回重写后须从头再审),只有三轮全票通过才入库。评测时模型自由作答,Claude-Opus-5 担任裁判,对每条准则给出判定,全部 $k$ 条满足才算解出:$c_i^a = \mathbb{1}[\sum_{j=1}^{k_i} v_{ij}^a = k_i]$,pass@1 为 $\frac{1}{n}\sum_i \frac{1}{A_i}\sum_a c_i^a$。

核心创新在于把『直觉』这个模糊概念变成硬性的工程筛选标准。认知科学把直觉定义为快速、自动、基于日常经验、难以言传的判断,HSS 据此立下三条设计原则:其一,排除纯感知——如果目标区域的高分辨率裁剪能让答案一目了然,那测的是视力而非直觉;其二,排除专业特长——禁止任何需要符号运算、学术训练或小众职业知识的题目,确保测的是普通成年人的常识视觉直觉;其三,严格人类共识——问题与目标答案必须无歧义,只有独立审校者全票同意标准答案的题才被收录。与已有工作的本质区别有两点:一是准入判据从『答案在画面里找得到』(感知类基准)或『图可转写为文字』(学术类基准)反转为『答案根本不在画面里,但人类一看便知』;二是只收『被迫唯一』而非『合理即可』的答案,使开放式评分摆脱了多选题排除法与合理续写评分的主观性。85% 的淘汰率本身就是质量的来源。

方法步骤详情

流程四段。(1)数据构建:3466 道初稿 → 一审过 1164(净淘汰 2302,主因答案已被画面呈现或共识不足)→ 二审 559 → 三审 522,端到端通过率 15.1%;媒体取自 Wikimedia Commons、Openverse、Internet Archive,仅收 Public Domain/CC0/CC-BY/CC-BY-SA 四种许可,视频剥离音轨。(2)评测输入:支持原生视频的模型直接接收视频块,其余按 $f_{\mathrm{eff}}=\min(f, N_{\max}/T)$ 以 2fps 均匀抽帧、帧带时间戳、上限 500 帧(超限均匀稀释保证全程覆盖);图像原生分辨率(最长边 4096px)送入,媒体内容寻址缓存保证字节级一致。(3)判分:Claude-Opus-5 作裁判,只见问题、参考答案、准则与候选回答(不看媒体),每条准则输出判定加一句话理由。(4)对照与消融:盲测(去媒体重跑最强模型);8573 个失败首答按 11 类原因标注;智能体条件(Claude Code/Codex 跑 388 题子集);推理努力档位扫描、10–500 帧预算扫描、三厂商裁判交叉审计。

技术新颖性

技术新颖性体现在四个层面。第一,分类学是双用途的:既是出题蓝图(强制 4 域 11 子域的多面覆盖,防止题目堆在某类直觉上),又是细粒度诊断框架(把成绩投影到 11 个认知维度而非只报总分,从而拆解出不同模型的能力画像),且每个子域对应一个明确的推断步骤定义。第二,在 LLM 深度参与数据生产的时代,HSS 的全部题目、参考答案与准则均由训练过的人类标注员撰写并经三轮人工审校,AI 只用于润色文稿和辅助编写评测代码——人工共识驱动的 15.1% 通过率是该基准最贵的资产。第三,方法论上把智能体工具当作诊断仪器而非涨分手段:若失败源于『没看清』,主动检查理应修复一切,而实验发现 2D 重叠误读为 3D 对齐的错误在智能体循环下纹丝不动(102→101,修复率仅 24%),恰好证明基准测的是看之外的东西。第四,对 LLM 裁判做了少见的完整审计:三厂商裁判 Spearman 秩相关恰为 1.0、条目级一致性 95.8–97.5%、$\kappa\ge 0.914$,且自我偏好残差小到不可检出(自评 −0.44 点)。

HSS task examples across the four domains.
Figure 2: HSS task examples across the four domains.
Judge alignment across vendors. (a) Pass@1 scores under alternative judges closely track the primary judge (Claude-Opus-5) along the identity line. (b) Pairwise agreement exceeds 95% at both the criterion (n = 3,780) and the item (n = 2,620) level for all three judge pairs.
Figure 6: Judge alignment across vendors. (a) Pass@1 scores under alternative judges closely track the primary judge (Claude-Opus-5) along the identity line. (b) Pairwise agreement exceeds 95% at both the criterion (n = 3,780) and the item (n = 2,620) level for all three judge pairs.
Media statistics in HSS.
Figure 7: Media statistics in HSS.
How an HSS task is built and reviewed, with the attrition at each stage.
Figure 8: How an HSS task is built and reviewed, with the attrition at each stage.

实验结果

核心发现逐一分析。(1)总差距:25 个模型中最佳的 GPT-6-astra(最大推理档)pass@1 仅 53.6%(自助区间半宽 ±4.1),人类 20 名标注员达 93.1%,差距近 40 点;第二名 GPT-6.1-sol 46.6%,Claude-Opus-5.5 44.6%,多数模型低于 40%;所有模型平均每题生成约 4000 个思考 token——大量深思仍答不对。(2)媒体与域分解:23/25 个模型视频低于图像,平均降 7.3 个百分点;社会理解是最弱域,21/25 个模型在此垫底,平均 24.4%,其余三域平均 34.1%。(3)盲测对照:去掉媒体后 GPT-6-astra 从 53.6% 跌至 6.6%,522 题仅 4 题盲测三次全过,残余全是二选一题上的掷硬币,排除语言先验解法。(4)人类表现:标注员仅对 63/522 题(12.1%)不确定,确定题 94.1%、不确定题也有 85.7%。(5)失败分析:8573 个失败中感知占 53%、潜推理 41%、纯推理仅 5%;最大单一原因是漏看决定性线索(21.3%)与误认物体/人物/角色(19.9%);失败高度系统化——503 道 5 个以上模型皆败的题上,失败原因中位 80% 相同;图像失败 66% 属感知,视频失败 57% 属潜推理(漏看线索占 28%)。(6)智能体条件:Claude Code +16.5~+20.5 点但代价高(中位 57–72 步、每题超 4.2 万思考 token),Codex 仅 +4.9~+7.5,最好配置也只有 59.3%;修复集中在再看一眼能解决的错误(总失败 944→759),子域增益 Patterns & Pareidolia +30.9、Retrodiction +20.4 最大,空间可达性 +4.8 最小。(7)推理努力非单调:GPT-6-astra 在 Retrodiction 从 high 到 xhigh 反降 14 点,12 条模型×域曲线仅 5 条在最高档最佳。(8)帧预算:10→500 帧 GPT-6-astra +17.9 点,但 100→500 帧仅 +6.4/+2.1/+3.8/−1.3,约 100 帧后饱和。(9)裁判稳健:三裁判 Spearman 秩相关恰为 1.0,最严者也只整体低 2.4 点。

Main results. Pass@1 (%) on HSS. A task counts as correct only when every rubric criterion is met; ± is the half-width of a 95% bootstrap interval over tasks.
Table 1: Main results. Pass@1 (%) on HSS. A task counts as correct only when every rubric criterion is met; ± is the half-width of a 95% bootstrap interval over tasks.
Agentic harnesses against single-pass inference.
Table 2: Agentic harnesses against single-pass inference.
HSS dataset composition and statistics.
Table 3: HSS dataset composition and statistics.
Taxonomy Design for HSS along with descriptions.
Table 4: Taxonomy Design for HSS along with descriptions.
Where the agent loop pays, by subdomain. Pass@1 (%) for the four harness/base pairs pooled on the 387 paired tasks, first attempts.
Table 8: Where the agent loop pays, by subdomain. Pass@1 (%) for the four harness/base pairs pooled on the 387 paired tasks, first attempts.
HSS leaderboard. Performance on HSS for 25 multimodal models. Every model scores far below people: the best, GPT-6-astra, reaches 53.6% where humans reach 93.1%.
Figure 1: HSS leaderboard. Performance on HSS for 25 multimodal models. Every model scores far below people: the best, GPT-6-astra, reaches 53.6% where humans reach 93.1%.
What models get wrong, by subdomain. Share (%) of each subdomain's failures attributed to each cause, over 8,573 labelled failures from 24 models on 522 tasks.
Figure 3: What models get wrong, by subdomain. Share (%) of each subdomain's failures attributed to each cause, over 8,573 labelled failures from 24 models on 522 tasks.
What the agentic scaffold fixes. Pooled over the four harness/base pairs, first attempts.
Figure 4: What the agentic scaffold fixes. Pooled over the four harness/base pairs, first attempts.
Performance by subdomains under different reasoning effort.
Figure 5: Performance by subdomains under different reasoning effort.
查看结构化数据
任务指标本文基线提升
HSS 全集直觉视觉推理(522 题) pass@1 (%) GPT-6-astra(max):53.6 ±4.1 人类标注员:93.1 模型落后人类 39.5 个百分点;此前无同任务基线,属新设立的挑战
盲测对照(去除视觉媒体,GPT-6-astra max) pass@1 (%) 6.6 ±1.5(仅 4/522 题三次全过) 同模型有媒体:53.6 下降 47 点,证明语言先验无法解题
视频子集相对图像子集 pass@1 差值(百分点) 23/25 个模型视频更低,平均 −7.3 各自图像子集成绩 —(视频为更难模态)
社会理解域(110 题) pass@1 (%) 25 模型平均 24.4,21/25 个模型的最弱域 其余三域平均 34.1 低 9.7 个百分点,为全局最弱能力
Claude Code + Claude-Opus-5(388 题子集) pass@1 (%) 51.3(智能体) 30.8(单次调用) +20.5 点,代价为 43,764 思考 token/题、中位 72 步
Codex + GPT-6-astra(388 题子集) pass@1 (%) 59.3(智能体) 54.4(单次调用) +4.9 点,仍远低于人类 93.1%,基准远未饱和
视频帧预算扫描 10→500 帧(GPT-6-astra,234 视频题) pass@1 (%) 33.8 → 51.7(峰值在 500 帧) 10 帧:33.8 +17.9 点,但 100→500 帧仅 +6.4,约 100 帧后饱和

局限与改进

作者承认三条:只测视觉通道(视频剥离音轨与字幕,依赖语音的题按构造被排除);分数经 LLM 裁判中介(已知存在自我偏好等偏见,作者用跨裁判一致性与 oracle 条件限定影响但无法根除);媒体来自公共网络,个别素材可能已入训练集(问题与答案是针对媒体新写的,但无法完全排除对单个素材的先验暴露)。我的补充:522 题规模偏小,顶级模型置信半宽 ±4.1,帧预算消融单元误差约 ±6 点(作者承认 100 帧后的小增益无法分辨),最小子域(空间可达性)仅 27 题;全对才算过的判定偏严,多准则题会放大裁判误判;ToM 类推断依赖人口构成单一的标注者共识,共识不等于普遍正确(作者在伦理声明中亦承认,建议读作『与标注者判断的一致度』);这是纯诊断性工作,不提供缩小差距的方法;全部模型为闭源 API 快照且超参沿用厂商默认,跨模型比较有部署差异。

独立分析的弱点

(1)全有全无判定:$k$ 条准则全过才得分,28.5% 的多准则题对部分正确回答惩罚过重且放大裁判方差——改进:把论文已定义的 rubric score 升格为并行主指标。(2)裁判看不到媒体:准则须能脱离媒体核对,系统性偏向『说得清』的答案,而直觉恰恰难言传,可能低估表述含糊但判断正确的模型——改进:抽样让人类对照媒体复核裁判判定。(3)污染无法根除:公共网络素材可能已入训练集——改进:动态改写或对高热度素材做污染审计。(4)智能体实验只覆盖 388 题子集、仅两套厂商自家 harness,分不清『harness 质量』与『模型能力』——改进:统一开源 harness 交叉实验。(5)失败分析是现象学而非机理:说明了错在哪,没说明表征层为什么缺深度、尺度、意图——改进:对视觉编码器做探针实验。(6)人类基线仅 20 名单一供应商标注员,人口构成窄,ToM『共识真值』有文化偏置风险——改进:多背景标注员复测分歧度。

未来方向

作者方向与自然延伸:(1)补齐音频通道,测多模态直觉;(2)把 HSS 从评测工具变成训练信号——直觉推理对测试时算力不敏感,需在数据或目标函数层面干预,如直觉物理与社会脚本的预训练目标、世界模型式学习;(3)针对 2D→3D 深度错误的顽固性(智能体修复率仅 24%),研发显式深度估计或 3D 几何模块与 MLLM 融合——这正是『再看一眼修不掉』的错误类型;(4)针对最大失败源『漏看决定性线索』(21.3%),研究显著性引导的主动视觉注意力与关键帧定位——智能体实验证明时间戳接触表加变焦重采样使 Retrodiction +20.4 点,可内化为原生视觉循环;(5)『过度思考』(努力提高反掉分,Retrodiction 掉 14 点)指向系统 1/系统 2 路由问题,可研究自适应努力分配;(6)社会理解最弱(24.4%),可开发角色扮演合成数据与跨文化 ToM 验证;(7)把原子 rubric 评估范式推广到其他开放式生成任务。

复现评估

开源情况良好:数据集已在 HuggingFace 公开(ScaleAI/HSS),排行榜在 scale.com/leaderboard/hss;作者承诺公开评测 harness、模型注册表(configs/models.yaml,含 25 个模型与 3 个裁判的 API 端点、推理档位、输出上限、帧上限)与判分 prompt,附录 C.6 逐字给出全部提示模板;媒体内容寻址并本地缓存,保证字节级相同输入;确认性指标在冻结的 522 题版本上评出,每次运行记录数据版本与逐条判定。算力需求低:无需训练,成本主要是闭源 API 推理调用(522 题 × 3 次 × 25 模型,外加消融与裁判调用)。复现难度中低:主要工作是跨厂商 API 形状与各异帧上限的工程配置;主要风险是闭源 API 版本漂移——评测对象是特定模型快照,云端更新后数字会变,且个别部署未公布输出/帧上限;复现人类基线需重组 20 名标注员,成本较高但非必需。

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