繁忙港口里,哪艘船应该先靠泊?拖船怎样改道,才能避开突发拥堵?医院床位、供应链车辆和电网资源,又该如何在不断变化的条件下重新分配?
这类问题往往有海量可能组合。过去,为一个新场景定制高性能决策软件,通常需要专家反复设计、编码和测试数月。如今,南洋理工大学(NTU)研究团队开发的AI框架LACE,正在把这个过程缩短到约一小时。
它不只是让AI“写一段代码”,而是让AI自动设计、测试并迭代一整套相互配合的决策算法。
LACE是什么?
LACE全称为“由大型语言模型驱动、通过互补进化进行算法构建”(LLM-driven Algorithm Construction via Complementary Evolution)。它由NTU土木与环境工程学院Yan Ran助理教授和研究员Gong Huatian博士牵头研发。
用户可以用自然语言描述一个复杂的调度、路线规划或资源分配问题。LACE随后自动构建、评估并改进一组专门算法,形成针对该问题的“算法组合”。
相关论文于10月1日发表于《Nature Machine Intelligence》,题为《Large language models discover complementary heuristics for combinatorial optimization》。

为什么不能直接让大模型写程序?
大型语言模型确实能够生成代码,但面对全新的现实优化问题,一次性生成完整求解器往往会失败。原因是现实约束太多:路线必须可行、资源不能重复分配、时间窗口不能冲突,任何一条规则出错,都可能让结果无法使用。
LACE没有把所有希望押在一次回答上,而是采用两阶段设计:
第一步:建立经过验证的“问题合同”
系统明确输入、输出、可用工具和约束条件,把复杂问题拆成结构清晰的模块,让大模型把能力集中在高层算法推理上。
第二步:让多个专长算法互补进化
LACE并不寻找一条包打天下的规则,而是持续生成、测试和筛选不同启发式算法,让它们各自擅长处理不同类型的情况,再组合成更稳定的解决方案。

测试结果:约一小时,计算费低于10美元
研究团队用四个全新、结构复杂的集装箱码头与拖船路线问题测试LACE。这些任务模拟现代港口可能面对的真实挑战。
LACE取得的成绩达到所有受测方法中最佳结果的97%至99%。包括Google FunSearch在内的五种现有LLM算法框架,在这些全新问题上均未能生成满足约束的可行软件。
按照论文实验设置,LACE处理每个新问题约需一小时,计算费用低于10美元,约合12.70新元。相比之下,传统定制软件可能需要数月开发,并产生高昂的专业工程成本。
在36个经典组合优化基准问题上,论文报告LACE平均得分为0.945,高于最强现有LLM方法的0.870,也明显高于直接提示大模型所得的0.571。这表明提升主要来自框架设计,而不只是底层模型本身。

它可能改变哪些行业?
LACE所处理的是“组合优化”问题:从数量庞大的可能方案中,找出满足各种限制且效果尽可能好的选择。这类问题广泛存在于现实运营中。
港口与物流:安排船舶泊位、拖船路线、车辆配送和仓储资源。
医疗系统:分配手术室、病床、医护排班和紧急资源。
供应链:在需求、库存与运输条件变化时快速调整计划。
能源管理:协调电网设备、发电资源与维护安排。
如果这类高性能算法能够更快、更低成本地生成,小型研究团队、区域物流中心、公共医疗机构和公用事业单位,也可能获得过去只有大型组织才能负担的优化能力。

“约一小时”不等于无需专家
值得注意的是,约一小时和低于10美元是研究团队在指定实验环境与测试问题中报告的结果,并不意味着任何行业软件都能在一小时内直接上线。
现实部署仍需要准确描述业务规则、验证数据质量、进行安全与合规测试,并由领域专家确认算法在异常情况下的表现。港口、医院和电网等关键系统,更不能跳过人工监督与风险评估。
LACE真正突破的,是算法设计最耗时的探索环节。它把专家从大量试错和重复编码中释放出来,让人能够把更多精力投入问题定义、结果验证与责任判断。
AI的下一步,不只是回答问题
大模型通常被视为内容生成或知识问答工具,而NTU团队的研究展示了另一条路线:让AI参与发现算法,建立可以执行、验证和持续改进的解决方案。
Yan Ran助理教授指出,关键不一定是不断打造更大的模型,而是设计更聪明的AI框架。LACE让模型、工具、约束与多种算法形成协作系统,也让“AI设计AI算法”向现实运营迈进一步。