社交教育機器人,如機器人學習伴侶(Robot Study Companion,簡稱RSC),需要在計算能力極為有限的條件下實現快速且保護隱私的互動。然而,針對教育應用中邊緣計算語言模型的系統基準測試一直存在空白。近日,一項新研究填補了這一空白,對25種開源語言模型在邊緣硬體上的本地部署進行了全面評估。該研究由Dorian Lamouille、Matevž B. Zorec、Farnaz Baksh和Karl Kruusamäe共同完成,論文已被2026年6月在維也納舉行的第22屆IEEE國際先進機器人及其社會影響會議(IEEE International Conference on Advanced Robotics and its Social Impact)接收。
研究團隊從三個維度對每個模型進行了評估:推理效率(每秒處理的token數和能耗)、通用知識(六類MMLU子集的準確率)和教學效果(由語言模型評定的教學質量)。主要平臺採用Raspberry Pi 4,並輔以Raspberry Pi 5和筆記型電腦GPU進行額外對比。所有自動評估結果均透過五名獨立人類評分員進行了驗證。
實驗結果顯示,不同模型之間存在著顯著的權衡關係。吞吐量和能效的差異超過一個數量級,MMLU準確率從接近隨機水平到57.2%不等,而教學效果與這兩個指標均沒有單調相關性。在所有評估模型中,Granite4 Tiny Hybrid (7B) 展現了最佳的整體平衡:每秒處理2.5個token,每焦耳能耗處理0.90個token,MMLU準確率達到54.6%。值得注意的是,高MMLU準確率並非獲得高教學評分的必要條件。對四個代表性模型進行的人類驗證結果與自動排序高度一致(Pearson相關係數r=0.967,n=4)。
基於這些發現,作者為RSC提出了一種三層本地推理架構,旨在資源受限的硬體上平衡響應速度和準確性。這一架構有望推動社交機器人在教育等領域的實際部署。例如,第一層可以處理簡單、高頻的互動,第二層處理中等複雜度的任務,第三層則處理需要深度推理的請求。透過這種分層設計,系統可以在保持低延遲的同時,在必要時呼叫更強大的模型,從而在有限的計算資源下實現最優效能。