Minecraft中的CraftGPT：红石电路实现的简化AI模型

Minecraft无疑是近十年来最受追捧的游戏之一，发行已近15年，月活跃玩家仍保持1.5亿规模，无论成人还是孩童都为之着迷。

在这个像素方块构建的虚拟世界里，玩家可以伐木采掘、锻造顶级装备、建立据点，也能驯养牲畜、游历四方，感受充满未知的冒险旅程。

类似的开放世界游戏并不少见，但极少有像Minecraft这样赋予玩家无限可能的。当普通玩家还在地下矿洞与僵尸缠斗时，博主Sammyuri却已在游戏中打造出一款可运行的简易版 ChatGPT，并将其命名为CraftGPT。

CraftGPT整体外观

在游戏中，CraftGPT的交互界面由显示器和键盘构成，玩家通过键盘输入文字，CraftGPT则借助显示器回应。

CraftGPT与玩家对话示例

具体过程如下：Sammyuri团队先在外部完成模型训练，将神经网络的计算图转化为红石电路，耗费4.39亿个方块，将这个五百万参数的模型各组件导入Minecraft，直接用红石电路硬编码实现神经网络。

构建虚拟世界中的智能核心

在游戏内追求真实已属不易，而在游戏中创建AI更显层层嵌套的奇妙感。

实现这一目标就像将大象装入冰箱——在Minecraft中搭建大模型AI仅需四个步骤。

1：在外部完成数据集训练；

2：将训练好的数据编译为红石电路，导入Minecraft；

3：把红石电路逐层堆叠，形成神经网络；

4：最后配置输入键盘和输出屏幕，即可开启与大模型的互动。

第一步是数据集训练。

尽管名为CraftGPT，但该模型与ChatGPT并无直接关联，而是Sammyuri从零开始构建的。他用Python训练了一个500万参数的小型模型，可识别1920个词汇、维度为240、6层结构、5个注意力头。

参数可视为词间关联的度量，参数越多，模型对语言的理解越精细；而维度、层数、头数则代表模型思维的深度，数值越大，思考越深入。

即便与早期GPT-1相比，后者也拥有1.17亿参数、5万词汇识别能力、768维度、12层和12头。并非作者不愿挑战更大规模，而是Minecraft中的“模拟计算机”运算速度远低于真实设备，为确保在游戏内运行后能在合理时间内得到结果，模型必须大幅精简。

右下角的蓝色曲线——训练损失（train loss）反映模型对训练集的学习效果，而橙色曲线——验证损失（val loss）显示模型在验证集上对新句子的表现。若仅蓝色下降，橙色不变或上升，说明模型过度依赖训练数据，出现过拟合；若两者同步下降，则表明模型不仅掌握了知识，还具备了对未知文本的理解力。

CraftGPT训练过程展示

当这两条曲线均趋于稳定后，研究者会使用预留的测试集进行最终检验。不过，Sammyuri团队未公开CraftGPT在测试集上的具体表现。

第二步是将训练好的神经网络逐步移植到Minecraft中。为使AI在游戏中运行，Sammyuri利用了游戏内的红石电路机制。

红石是Minecraft中的一种矿物，可视为兼具导线和电源功能的资源，此外还有开关、按钮、压力板等配套组件。

通过控制开关通断，红石电路能在游戏中模拟二进制的0或1，从而构建基础逻辑门。

红石电路中的非门、或门、与门 ｜ 哔哩哔哩 @yhDAF

这三种门是计算机的基石，有了它们，任何逻辑关系都能实现。但这仅是起点，要创造更复杂的功能，玩家需像拼乐高一样组合出存储、计算、传输等高级结构。

在Python中训练完成的模型仍是一组组抽象数字，如何在方块世界中赋予它们实体？

第二步中，这些训练所得的数字被编译成红石电路。编译时，每个参数的数值转换为红石信号强度，而参数在模型中的位置决定了方块的布局和连接方式。就这样，500万个参数悉数转化为Minecraft中的方块组合。

CraftGPT的宏大结构，模拟大模型功能

数据全部方块化后，第三步神经网络搭建启动。Sammyuri团队采用了与ChatGPT相同的transformer架构，该架构通过横向和纵向联想，使模型既能理解上下文，又富含语义。最后，为强化语义关系，在输出前，纵横联想会重复六轮，逐层深化。

最终，配置键盘与屏幕后，CraftGPT的功能便得以展现。

尽管词汇量有限导致回答略显重复，但CraftGPT已具备自我认知

CraftGPT的完成度相当高。

虽然其词汇量和生成句长受限，但它能进行基本对话，回答简单事实问题。更有趣的是，由于游戏世界生成时的随机参数（seed）不同，它的回答也会变化，使输出带有随机性和多样性，而非一成不变。

尽管简单，但CraftGPT每次给出的户外活动建议都有细微差别

然而，其运行效率极低。因红石信号传播距离有限——仅15个方格，超出后需中继器延长。问题在于，中继器虽能续命15格，但会产生0.1秒延迟。复杂计算模块可能包含成千上万个中继器，导致一次运算需等待数分钟。相较于现实中近光速的电子流动，红石电路犹如蜗牛爬行。

即使在经过优化、速度极快的服务器上，生成一个回答也可能耗时数小时；若在普通电脑上运行，回答一次甚至可能长达十年。毕竟这是一个由红石电路堆砌的小型模型，能运转已令人惊叹。

CraftGPT akin to Karl Bushby，后者从智利出发，历经27年才于今年五月重返欧洲大陆。即使乘飞机绕赤道一圈也需约42小时。而真正的计算机，其速度堪比0.134秒绕地球一周的光速。

红石电路：虚拟世界的人列计算机

CraftGPT项目的核心——红石电路诞生于2010年的Minecraft Alpha 1.0.1版本。

在一款冒险游戏中，红石原本应扮演什么角色？

一份2010年的攻略帖展示了当时红石的流行用法：踩踏板自动门、TNT地雷陷阱等，用于便利生活或捉弄朋友。

红石在游戏中引发了第二次工业革命，玩家迅速步入电气自动化时代。他们制造了检测矿车的“自动地铁站”、自动收割作物并收集掉落物的农场，以及旋转灯塔、机关雕塑等趣味实用建筑。

这些应用是多数玩家接触红石的起点。

早期的红石农场，红石实用派代表作

Minecraft创始人Notch早知红石潜力，他在一次访谈中提到，红石系统使Minecraft具备图灵完备性，理论上，只要有足够时间和存储，玩家能在游戏中计算任何可计算之物。

早在红石推出的2010年，已有玩家依据《计算机系统要素》指南，尝试在Minecraft模拟简易计算机。从机关陷阱到逻辑电路，再到CPU雏形，红石的发展轨迹也从单纯游戏机制，偏离出一条“费力不讨好”的模拟计算机之路。

早期简陋的计算机结构

超复杂结构，终被手工打造

在社区中，玩家们开始交流设计工具、优化红石电路的经验，极大推动了技术发展。加上游戏版本更新，更多便捷红石组件加入，大型计算机项目成为可能。

Minecraft项目的实现，宛如原始人从炼铁开始手搓喷气机。

红石电路仅提供表示0和1的信号功能，即开关通断，更高级的逻辑门、寄存器、时钟电路需玩家自行搭建，以实现信号的计算、存储和循环。这些结构进一步堆叠成复杂部件，才能组成完整系统。每一步都需从底层计算逻辑和原理出发，逐个组件拼接，可谓费时费力。

然而，总有团队痴迷于手工创造，产出惊艳之作。

WildEngineering曾打造GPU；MattBatWings制作了8位可编程计算机；而CraftGPT创造者Sammyuri更进一步，构建了16位电脑，可运行多种程序，甚至能在Minecraft中运行Minecraft，实现终极套娃。

观赏他们的作品，仿佛在上计算机组成原理课程。

WildEngineering的GPU，运算速度达5Hz（每秒五次计算），而现代GPU以万亿次/秒计

中国亦不乏红石电路高手。

2022年，up主辰占鳌头早于Sammyuri，将神经网络引入Minecraft，实现了机器学习领域的“Hello World”——手写数字识别。此外，他还创作了汉字编码全像素显示屏，将中国特色创意发挥到极致。

辰占鳌头的汉字编码全像素显示屏

有意义吗？这是技术升华为艺术的时刻

尽管这些红石作品在实用性上几乎无价值，远不及现实计算机高效，但它们展现的好奇与探索精神，正是人类文明繁荣的源泉。

手工打造电脑非为制造实用机器，只为证明：即使在像素方块虚拟世界，也能从零起步，堆砌出复杂逻辑与计算。

这也是工程师浪漫精神的体现，拼接简单开关、0和1，直至成为令人赞叹的精妙工程。这是一种浪漫，是对技术钻研初衷的艺术性回应。

参考文献

[1]https://www.youtube.com/watch?v=VaeI9YgE1o8

3年手搓ChatGPT！剑桥天才少年在Minecraft游戏中爆火回归[2]https://mp.weixin.qq.com/s/fmgsWl-HNBlRo9O7V-gg1Q

[3]https://Minecraft.fandom.com/wiki/

[4]https://gaming.stackexchange.com/questions/7852/what-is-redstone-used-for-in-Minecraft

[5]https://www.youtube.com/watch?v=LGkkyKZVzug

[6]https://www.bilibili.com/video/BV1wP4y1s7jy/

[7]https://www.bilibili.com/video/BV1JzNUeuEg2/