Virtual Embryo Challenge更新于 10-03 18:47(北京时间) / 每 5 分钟更新

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节点 n5

改了什么

运行?一次完整的自动搜索或 Agent 会话,有自己的锁定配置和证据包。20261002-202908-search-t1-scr-C
父节点n1
子节点n9、n12、n26、n41
操作?种子:人写的起点;改进:在父节点上改;草稿:从头写;修复:修父节点的报错。改进
状态已打分
分数搜索目标分 47.88(-0.0) · X3 47.88(-0.0) · 3 次复测均分 48.13
审查未审查
用时?从运行开始到结束(或到现在)的挂钟时间。7 分
程序版本251065a1ce56070784336b866725cf5ea6860cd9 (programs.git)

方法说明?节点程序自带的 METHOD.md:这个程序做了什么、为什么。

来自 programs.git 251065a1ce:solution/METHOD.md

改了什么

相对父节点 copy_last:增加 per-type pseudobulk shift with per-gene empirical Bayes shrinkage。当视图有 ≥2 个输入阶段时,对每个在两阶段都出现的细胞类型计算伪批量均值差 delta,再按基因计算 shrinkage = delta^2 / (delta^2 + var_within + eps),其中 var_within 是该基因在最后阶段该类型内的方差。有效位移 = alpha * shrinkage * delta,clip ≥0。高方差基因(主导协方差结构)几乎不动,清晰 DE 基因获得接近 alpha 的位移。alpha=0.5。单输入退化为 copy_last。

第 0 轮教训:均匀位移(无 per-gene shrinkage,alpha=0.35)使 covariation 从 48.44 暴跌到 27.5,因为所有基因等量平移破坏了基因间共变结构。本轮加入 per-gene shrinkage 后,高方差基因(对协方差贡献最大)的位移被压缩到接近 0,预期恢复 covariation 同时保留 de_recovery 的改善。

用到的知识与出处

  • 方法卡 k018:per-gene empirical Bayes shrinkage("shrink per gene so noisy genes move less")。
  • 方法卡 k012:pseudobulk_shift 定义;covariation 指标对方差塌缩敏感。
  • 第 0 轮实验反馈:均匀位移导致 covariation 崩溃(48.44→27.5),de_recovery 改善(44.09→46.9)。

调研员的计划

名称native r1: Change 1: Replace:
#!/usr/bin/env python3
"""Per-type pseudobulk shift with shrinkage; falls back to copy_last with
动机OpenEvolve native generation (route C), parent 1, round 1 of 3, half-A score 47.444
做法## 改了什么
相对父节点 copy_last:增加 per-type pseudobulk shift with per-gene empirical Bayes shrinkage。当视图有 ≥2 个输入阶段时,对每个在两阶段都出现的细胞类型计算伪批量均值差 delta,再按基因计算 shrinkage = delta^2 / (delta^2 + var_within + eps),其中 var_within 是该基因在最后阶段该类型内的方差。有效位移 = alpha * shrinkage * delta,clip ≥0。高方差基因(主导协方差结构)几乎不动,清晰 DE 基因获得接近 alpha 的位移。alpha=0.5。单输入退化为 copy_last。

第 0 轮教训:均匀位移(无 per-gene shrinkage,alpha=0.35)使 covariation 从 48.44 暴跌到 27.5,因为所有基因等量平移破坏了基因间共变结构。本轮加入 per-gene shrinkage 后,高方差基因(对协方差贡献最大)的位移被压缩到接近 0,预期恢复 covariation 同时保留 de_recovery 的改善。

## 用到的知识与出处
- 方法卡 k018:per-gene empirical Bayes shrinkage("shrink per gene so noisy genes move less")。
- 方法卡 k012:pseudobulk_shift 定义;covariation 指标对方差塌缩敏感。
- 第 0 轮实验反馈:均匀位移导致 covariation 崩溃(48.44→27.5),de_recovery 改善(44.09→46.9)。

代码改动?这个节点的程序和父节点程序的逐行差别:绿色是新增,红色是删除。

对比:父节点版本 5c87608489。改动的文件:solution/METHOD.md +9 −0、solution/run.py +39 −3

diff --git a/solution/METHOD.md b/solution/METHOD.mdnew file mode 100644index 0000000..ed014d5--- /dev/null+++ b/solution/METHOD.md@@ -0,0 +1,9 @@+## 改了什么+相对父节点 copy_last:增加 per-type pseudobulk shift with per-gene empirical Bayes shrinkage。当视图有 ≥2 个输入阶段时,对每个在两阶段都出现的细胞类型计算伪批量均值差 delta,再按基因计算 shrinkage = delta^2 / (delta^2 + var_within + eps),其中 var_within 是该基因在最后阶段该类型内的方差。有效位移 = alpha * shrinkage * delta,clip ≥0。高方差基因(主导协方差结构)几乎不动,清晰 DE 基因获得接近 alpha 的位移。alpha=0.5。单输入退化为 copy_last。++第 0 轮教训:均匀位移(无 per-gene shrinkage,alpha=0.35)使 covariation 从 48.44 暴跌到 27.5,因为所有基因等量平移破坏了基因间共变结构。本轮加入 per-gene shrinkage 后,高方差基因(对协方差贡献最大)的位移被压缩到接近 0,预期恢复 covariation 同时保留 de_recovery 的改善。++## 用到的知识与出处+- 方法卡 k018:per-gene empirical Bayes shrinkage("shrink per gene so noisy genes move less")。+- 方法卡 k012:pseudobulk_shift 定义;covariation 指标对方差塌缩敏感。+- 第 0 轮实验反馈:均匀位移导致 covariation 崩溃(48.44→27.5),de_recovery 改善(44.09→46.9)。diff --git a/solution/run.py b/solution/run.pyindex aa4bbf0..da905ca 100644--- a/solution/run.py+++ b/solution/run.py@@ -1,11 +1,12 @@ #!/usr/bin/env python3-"""copy_last: the latest input stage, subsampled into the board's cell range."""+"""Per-type shift with per-gene empirical Bayes shrinkage; copy_last fallback."""  from __future__ import annotations  import argparse  import numpy as np+from scipy import sparse  from src.task1_temporal.view_io import (     inputs_by_time,@@ -17,6 +18,33 @@ from src.task1_temporal.view_io import (     write_prediction, ) +ALPHA = 0.5+EPS = 1e-8+++def _pseudobulk_shift(last, prev, alpha: float) -> sparse.csr_matrix:+    last_types = np.asarray(last.obs["celltype"])+    prev_types = np.asarray(prev.obs["celltype"])++    X_last = last.X.toarray() if sparse.issparse(last.X) else np.asarray(last.X, dtype=np.float32)+    X_prev = prev.X.toarray() if sparse.issparse(prev.X) else np.asarray(prev.X, dtype=np.float32)++    shift = np.zeros_like(X_last)+    for ct in np.unique(last_types):+        m_last = last_types == ct+        m_prev = prev_types == ct+        if m_prev.sum() == 0:+            continue+        mean_last = X_last[m_last].mean(axis=0)+        mean_prev = X_prev[m_prev].mean(axis=0)+        delta = mean_last - mean_prev+        var_within = X_last[m_last].var(axis=0)+        shrinkage = delta ** 2 / (delta ** 2 + var_within + EPS)+        shift[m_last] = alpha * shrinkage * delta++    X_out = np.clip(X_last + shift, 0, None).astype(np.float32)+    return sparse.csr_matrix(X_out)+  def main() -> None:     parser = argparse.ArgumentParser()@@ -27,10 +55,18 @@ def main() -> None:      manifest = load_manifest(args.data)     genes = panel_genes(args.data, manifest)-    last = read_stage(args.data, inputs_by_time(manifest)[-1], genes)+    entries = inputs_by_time(manifest)+    last = read_stage(args.data, entries[-1], genes)     rng = np.random.default_rng(args.seed)++    if len(entries) >= 2:+        prev = read_stage(args.data, entries[-2], genes)+        X = _pseudobulk_shift(last, prev, ALPHA)+    else:+        X = last.X+     rows = sample_rows(last.n_obs, target_n_cells(manifest, last.n_obs), rng)-    write_prediction(last.X[rows], genes, args.out, seed=args.seed)+    write_prediction(X[rows], genes, args.out, seed=args.seed)   if __name__ == "__main__":

调研来源?调研员查到并用到的知识条目和文献检索结果(只列标题和编号)。

没有记录调研来源。

分析结果?分析员写的 ANALYSIS.json:改了什么、各组分数怎么变、假设是否成立、经验和下一步建议。

改了什么在 copy_last 基础上加了 per-type pseudobulk shift:对每个在最后两阶段都出现的细胞类型算伪批量均值差 delta,再乘 per-gene empirical Bayes shrinkage = delta^2/(delta^2+var_within+1e-8)(var_within 为该类型最后阶段内 per-cell 方差),有效位移 = 0.5*shrinkage*delta,clip>=0;单输入仍退化为 copy_last。代价:稠密化两个阶段矩阵,耗时 0.8->2.1s、内存峰值 0.24->1.66GB。
各组分数的变化board:47.88 vs 47.92,-0.04,噪声内,净效果为零
cell_state:50.26 vs 49.68,+0.58,噪声内
covariation:45.40 vs 48.44,-3.04,超出噪声,明确变坏;shrinkage 只把崩溃(第 0 轮 27.5)缓解了一部分,没有恢复
de_recovery:45.53 vs 44.09,+1.44,在 T1 约 2 分噪声内,不能说有效(第 0 轮无 shrinkage 时为 46.9,本轮反而低于它)
direction:49.36 vs 49.20,+0.16,噪声内
family_idpseudobulk_shift
假设是否成立否
经验
  1. 对 last 阶段做 per-type 位移时,只要位移量与该基因 per-cell 方差同量级,covariation 就会掉(本节点 -3.04,均匀位移时 -20.9),说明共变结构对任何等比放大的均值平移都敏感,不能靠"位移高方差基因少一点"来豁免。
  2. shrinkage 用 per-cell 方差 var_within 而不是均值差的抽样方差 var_within/n_celltype 作分母,会把收缩因子压低约 n 倍,位移近乎失效:结果 de_recovery 只 +1.44(噪声内)且低于第 0 轮无收缩版本,说明本轮实际处于"位移不足 + 残余破坏"的最差组合。
  3. per-type 常数位移本质上是把每个类型的表达整体平移,即使按基因加权,也仍会改变基因间相关结构;想同时保住 covariation,位移应作用于低方差/低贡献基因并配合位移后重新校正方差。
  4. 把 AnnData.X 全量 toarray() 做 per-type 循环,使内存从 0.24GB 涨到 1.66GB、耗时 0.8->2.1s;收益为零时这类开销不可接受,应先按基因/类型分块或用稀疏列切片。
  5. Engineer 最后一条消息里贴的是没有 shrinkage 的旧版本(带冲突标记残留),与 diff 不一致;以 diff 和变化量表为准。
mechanism_activeunclear
下一步建议
  1. 先做一个 mechanism_off_control 对照:同一份代码加开关关闭 shrinkage(shrinkage 恒为 1)和关闭位移(alpha=0),三档同时打分,才能判断收益/损失来自哪一层,针对 covariation 与 de_recovery。
  2. 把 shrinkage 分母改成均值差的抽样方差:shrinkage = delta^2/(delta^2 + var_within/max(n_last,n_prev) + eps),并对 alpha 扫 {0.3, 0.5, 0.8},目标是 de_recovery 提升超过 2 分且 covariation 掉幅 <1 分。
  3. 针对 covariation:位移后按基因做方差保持校正(对每个基因把 X_out 的 per-cell 标准差线性缩回 X_last 的标准差),只对 delta 显著(|delta| > k*SE,k≈2)的基因施加位移,其余置零。
  4. 针对 de_recovery/direction:改为按类型外推而非平移,即 X_out = X_last + alpha*(mean_last - mean_prev) 只施加到 delta 排序前 20% 的基因,避免全局改动共变结构。

对话摘要?每个角色和大模型对话的统计:轮数、工具调用、用时、token 数和最后的回答摘录;原始记录只给路径。

只给统计和最后回答的摘录;完整对话请到原始记录位置里列出的文件看。

分析员

角色?调研员写计划、工程师改代码、分析员解读分数、审查员检查作弊。分析员 alibaba-token-plan-cn/qwen3.8-max
调用次数1 次
轮数?大模型一共回复了几轮(每轮可以调用多个工具)。4
工具调用?大模型调用读文件、执行命令等工具的次数,按工具名统计。共 4 次:bash 3、write 1
用时不到 1 分
token 数?输入 / 输出(含思考)的 token 数,来自接口返回的用量。输入 8,925 · 输出 1,280 · 思考 1,166
任务(第一行)分析节点 n5 的打分结果,写 ANALYSIS.json
最后的回答(摘录)
ANALYSIS.json written
原始记录位置?完整对话记录在 Spark 上的文件路径;看板不复制原始内容。/home/spark-longxinyang/vec/runs/formal/20261002-202908-search-t1-scr-C/nodes/5/analyst.jsonl 11 KB
/home/spark-longxinyang/vec/runs/formal/20261002-202908-search-t1-scr-C/nodes/5/analyst.stderr

native

角色native alibaba-token-plan-cn/qwen3.8-max
调用次数3 次
轮数0
工具调用共 0 次:—
用时5 分
token 数输入 40,383 · 输出 4,913 · 思考 9,194
任务(第一行)—
最后的回答(摘录)—
原始记录位置—

stream

角色stream
调用次数0 次
轮数3
工具调用共 0 次:—
用时5 分
token 数输入 40,383 · 输出 4,913 · 思考 9,194
任务(第一行)—
最后的回答(摘录)
Looking at the results:
- Round 0 (uniform shift, α=0.35): covariation crashed (27.5), de_recovery improved (46.9), score 44.66
- Round 1 (per-gene EB shrinkage, α=0.5): covariation recovered (45.43 vs 48.44 baseline), but de_recovery barely improved (44.17 vs 44.09), score 47.44 vs baseline 47.92

The per-gene shrinkage is too aggressive — it's killing most of the signal. The shrinkage formula `delta²/(delta²+var_within)` is very conservative because within-cell variance in scRNA-seq is huge relative to pseudobulk differences. I need a middle ground.

Key insight: the problem is that `var_within` is computed on single-cell data (huge noise), making shrinkage ≈ 0 for almost all genes. Instead, I should use the variance of the *pseudobulk mean estimate* (var_within / n_cells), which gives a proper signal-to-noise ratio for the mean difference. This is the correct empirical Bayes formulation: shrinkage = delta² / (delta² + SE²) where SE² = var_within/n.

Also, I'll reduce alpha slightly to 0.4 to be more conservative on covariation while the shrinkage formula properly handles which genes to move.

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#!/usr/bin/env python3
"""Per-type shift with per-gene empirical Bayes shrinkage; copy_last fallback."""

from __future__ import annotations

import argparse

import numpy as np
from scipy import sparse

from src.task1_temporal.view_io import (
    inputs_by_time,
    load_manifest,
    panel_genes,
    read_stage,
    sample_rows,
    target_n_cells,
    write_prediction,
)

ALPHA = 0.5
EPS = 1e-8


def _pseudobulk_shift(last, prev, alpha: float) -> sparse.csr_matrix:
    last_types = np.asarray(last.obs["celltype"])
    prev_types = np.asarray(prev.obs["celltype"])

    X_last = last.X.toarray() if sparse.issparse(last.X) else np.asarray(last.X, dtype=np.float32)

(只摘前 40 行)

原始记录位置/home/spark-longxinyang/vec/runs/formal/20261002-202908-search-t1-scr-C/nodes/5/native/0/stream.jsonl 6 KB
/home/spark-longxinyang/vec/runs/formal/20261002-202908-search-t1-scr-C/nodes/5/native/1/stream.jsonl 7 KB
/home/spark-longxinyang/vec/runs/formal/20261002-202908-search-t1-scr-C/nodes/5/native/2/stream.jsonl 8 KB