
真正的智能,在于能否基于有限的数据,实现可靠的泛化与迁移。
高质量标注数据快用完了,算力贵得离谱,黑盒依然无解。
大模型时代信奉的 Scaling Law,正在面临多重瓶颈。
更麻烦的是另一件事:很多任务天生就没有大数据——药物研发、冷启动推荐、科学探索。这些不是技术的短板,是世界的常态。
在IJCAI 2026大会的 Early Career Spotlight(早期职业焦点)环节,北京雁栖湖应用数学研究院(BIMSA)副教授王雅晴,给这些问题做出了系统回应。

王雅晴长期从事小样本学习与 AI for Science 研究。她博士毕业于香港科技大学,曾任百度研究院资深研究员,现任北京雁栖湖应用数学研究院(BIMSA)副教授。贯穿其研究经历的一条主线是:如何提高 AI 对有限数据与经验的利用效率,使其在监督稀缺的场景下仍能实现可靠的泛化、适应与决策。
她在题为《迈向高效数据智能:从少样本学习到智能体系统》(Toward Data-Efficient Intelligence: From Few-Shot Learning to Agentic Systems)的演讲中,梳理了从小样本学习、元学习、上下文学习,到最新提出的“数据高效智能体学习”(Data-Efficient Agentic Learning, DEAL)的完整演进脉络。

她的核心洞察是:人类智能从极少样本中完成泛化,靠的是基因、文化与经验三重先验的支撑,而 AI 同样可以。
更关键的是,她还从理论层面进一步证明了,在所研究的任务与模型设定下,In-Context Learning 可以被理解为一种数据依赖的元学习。Transformer通过自注意力机制,将传统元学习中显式的适配过程内化为隐式计算,从而实现了“殊途同归”。这一发现为大模型的少样本能力提供了坚实的理论解释。
而当AI从单步预测走向多步交互与长程决策,数据稀缺问题变得更加严峻。她与合作者提出了 DEAL 框架,从经验增强、架构设计与高效学习范式三个方向,系统应对智能体面临的“数据沙漏”瓶颈。其中一条核心思路,就是利用结构化先验,让 AI 在有限经验中实现可靠和泛化,从而在真实世界走得更远。
01
科学与工业的现实:
天然缺乏大数据的场景
当下,Scaling Law几乎成为行业共识。在Transformer与监督学习范式下,行业已习惯这套路径:更大规模的数据、更多参数量,叠加持续增长的算力,即可推高模型的泛化上限。但这条规模扩张的路径,究竟还能走多远?
以行业对GPT-4的估算为例,训练数据如果印成纸质书,排起来能绵延 650 公里;所需的计算量,相当于一台普通的单核笔记本电脑连续运转 700 万年;而它等效参数的量级,足足可以铺满 3 万个标准足球场。

这种靠规模堆叠获得的泛化能力固然惊人,但若继续沿着同一条曲线外推,边际收益与代价的平衡点究竟在哪里?
高质量语言数据正被快速耗尽,算力成本让多数科研团队难以为继,黑盒参数带来的不可解释性也始终未解。

跳出大模型参数与算力的军备竞赛,我们不得不直面两个更为根本的现实问题:当任务本身天然缺乏大规模数据支撑时,该如何应对?当数据真正的关键价值恰恰集中在长尾分布上时,我们又该如何破局?
以药物研发(Drug Discovery)为例,在化学空间里,潜在的类药小分子高达10³³~10⁶⁰,根本无法通过数据库穷举。一款新药从早期筛选的成千上万个化合物,经过临床前、三期临床,耗时十几年、花费数十亿美元,最终往往只有 1 个分子能成功获批。

在这一漫长而严苛的筛选过程中,带标注的数据天然极度稀缺。这种稀缺性并非技术发展暂时的短板,而是科学探索本身固有的规律——所谓“海量数据”,根本无从等待。
再比如推荐与搜索。虽然整个平台沉淀的数据池很庞大,但每天都有全新的用户和物品涌入。从完全没有交互的冷启动期,到只有零星几次点击的预热期,高质量标注同样极难获取。
业务不可能等它积累了几百次点击才开始分发,系统必须在极少量的初始观测下,通过高效的增量学习(Incremental Learning)迅速把特征抓准。

这两个看似不同的领域,都指向了同一个命题:如何实现数据的高效利用(Data-Efficient Intelligence)。
回到机器学习的底层。我们原本追求的是最小化期望风险,但真实世界的数据分布是未知的,只能退而求其次,通过手头仅有的样本去算经验风险,并依靠经验风险最小化(ERM)来进行优化。

在标准机器学习中,这样做是没问题的;但一旦样本量极小,这种经验风险估计就会变得极其不可靠。如果仅依赖这极少的样本,模型将不可避免地陷入过拟合。
那么,如何在极有限的观测下跳出这种不可靠的估计、实现精准泛化?这正是小样本学习必须回答的核心问题。
02
先验知识,如何应对数据稀缺
面对极有限的样本,AI究竟该如何完成泛化?人类认知提供了重要参照。
以人类的认知发育为例:一个三岁的小孩只要在卡片上看了一两次小狗的特征,随后在现实中偶遇从未见过的犬种时,就能立刻准确识别。

为什么人类能做到这点?因为人类智能的底层,有着庞大的多层次先验知识(Prior Knowledge)在提供支撑。
▎具体而言,这种先验知识主要来自三个层面:
1.基因编码: 凝聚了人类数百万年生物进化沉淀下来的内在先验。
2.社会文化: 人类共同生活数百年乃至上千年,沉淀为不同国家与民族的文化背景。
3.个体经验: 每个人独特的成长轨迹,进一步塑造了各自独特的认知与行为方式。

利用先验知识去弥合机器与人类能力之间的鸿沟,这是我们一直以来的愿景。
▎从统计学习理论的形式化视角来看,先验知识主要从三个维度介入并降低模型误差:
- 数据层面(Data): 借助先验规则生成或扩充样本,把稀疏的数据空间补齐;
- 模型层面(Model): 引入归纳偏置(Inductive Bias)来约束假设空间H的复杂度,比如处理图像时选择卷积算子,利用局部平移不变性减少参数自由度;
- 算法层面(Algorithm): 利用先验改变在参数空间里的搜索策略,找到更好的初始化起点,并指引梯度下降的方向。

既然先验知识如此关键,那么什么样的信息可被视为先验?在大模型时代,先验的形态已极为丰富:既可以是相关领域的先验数据,也可以是预训练模型中固化的参数权重,还可以是物理定律与数学公理。
将这些先验与新任务极少量的支持集一并送入适配机制,模型即可在下游任务上快速完成精准推理。

03
从元学习到 In-Context Learning:
殊途同归的理论统一
回看近年学术演进,从小样本学习到数据高效智能,核心技术路线经历了清晰迭代:从早期元学习(Meta-Learning),到大模型时代的上下文学习(In-Context Learning),再到前沿的数据高效智能体学习(Data-Efficient Agentic Learning)。

在很长一段时间里,元学习都是小样本学习最核心的内容。其基本哲学是:训练条件必须与测试条件对齐。若期望模型在测试阶段仅凭少量样本完成新任务,训练阶段就必须大量使用“仅含少量样本”的任务进行反复训练。

在具体实现上,主要形成了三大主流技术路径:
- 基于优化(Optimization-based): 学习如何寻找最优初始参数与更新策略,用极少步数的梯度下降快速微调;
- 基于度量(Metric-based): 学习一个通用的语义嵌入空间,在新任务上直接比对样本间的距离;
- 基于摊销/黑盒(Amortization-based): 用黑盒编码器直接将支持集映射为特定任务的预测权重。

这一局面在2020年发生了根本转变。GPT-3论文《Language Models are Few-Shot Learners》的发布,使In-Context Learning(ICL)迅速成为焦点。
我们发现,模型无需调整任何网络参数,仅需在Prompt中明确指令并加入一两个示例(Few-shot Prompting),即可在前向传播中直接完成任务适配并生成答案。

当时不少人将其视为某种“智能涌现”,但若将二者置于统一的任务适配视角下审视,就会发现它们在本质上是同源的。
二者均源自对多任务分布的预先学习,最终目标都是实现任务适配。唯一的本质差异在于适配发生的位置:元学习依赖显式算法机制进行参数更新;而ICL则将任务信息作为上下文,在Transformer的前向传播中隐式完成机制自适应。
