认知推理引擎

Cuba-Thinking是一个高级认知推理引擎,通过6阶段认知流程、9层抗幻觉机制和MCTS质量强制,为AI代理提供深度推理能力,适用于本地化AI推理场景。

  • by LeandroPG19
  • Rust
  • 本地部署
  • 6 星标
  • 更新于
在 GitHub 查看 LeandroPG19/cuba-thinking

使用说明

⚠️ 存档-NLI转移到古巴记忆

该项目已不再开发。它的矛盾检测器是保持 它,这个想法现在存在 古巴回忆录 作为当地蕴涵法官 cuba_faro mode=verify.

那是 不 按原样移植有两个原因:

  1. BART大MNLI只有英语。 cuba memorys提供的语料库有75%是西班牙语。 一个验证器在四个记忆中的三个记忆上无声地失败,比没有记忆更糟糕。 替代品是 mDeBERTa-v3-base-xnli --100种语言,同样的工作。
  2. rust-bert插入libtorch:8.1 GB。 cuba memorys附带了一个13MB的二进制文件并运行 它已经链接的ONNX运行时上的模型。每次判决约50毫秒,离线,免费。

🧠 古巴思考

人工智能代理的高级认知推理引擎 --一种模型上下文协议(MCP)服务器,通过6级认知管道、9层抗幻觉、MCTS质量执行、带Veto Gate的8信号过程奖励模型(PRM)、偏见检测、元认知分析、持续思维会话、具有Kahn DP最长路径的思维图拓扑、模式崩溃检测、Softmax门控注意力奖励评分、CUSUM变化点检测、ONNX语义嵌入(fastembed)、NLI矛盾检测(rust-bert)、Flesch-Kincaid可读性评分和跨MCP记忆共生来增强AI推理。

3个工具。零云依赖。186次测试。9轮审计。16个魔法常数已正式验证。


古巴为什么思考?

人工智能代理以扁平、非结构化的序列进行思考。古巴思维给了他们:

  • 6级认知引擎 --Bloom分类状态机:定义→ 研究→ 分析→ 假设→ 验证→ 合成
  • 9层抗幻觉 --假设跟踪、置信度校准、CoVe结构与验证问题检测、证据积累、索赔接地(按索赔接近度)、EWMA阈值执行、矛盾检测、预热保护、反过度思考
  • 6D质量指标 --清晰度(根TTR 40%+Flesch-Kincaid 30%+句子一致性30%)、深度(子句计数)、广度(名词多样性)、逻辑(连接密度)、相关性(TF-IDF余弦)、可操作性(命令式+特殊性)
  • 过程奖励模型(PRM) --使用V9逻辑否决门进行8信号代码评估: Gate × (0.6×Verify + 0.4×Quality) 防止不可编译的代码得分过高
  • 沙盒执行 --PyO3 0.28沙盒,具有基于AST的安全扫描、RLIMIT_AS 512MB内存上限、递归限制100、嵌套深度100、PEP 578审计挂钩、ReDoS保护、Z3空真值检测器。支持 数值Python, sympy,以及 SciPy
  • MCTS强制回溯 --协议级拒绝(isError: true)当EWMA降至预算感知阈值以下,并设有对冲拒绝区时
  • MCTS图 --竞技场分配PUCT+自适应UCT(基于方差的c_PUCT,相关性_lambda)——优于标准UCB1
  • 思维图谱(GoT) --具有Kahn拓扑排序+DP的DAG拓扑用于正确的最长路径深度,Tarjan SCC循环检测O(V+E)用于循环推理
  • 持续的思考环节 --交叉调用状态累积:EWMA、新颖性、图、置信度振荡、深度退化、根锚定、假设漂移
  • 认识论倒退 --当MCTS拒绝一个想法时,会话状态的快照/回滚,防止幻觉前提毒害未来的推理
  • 模式崩溃检测 --OrthogonalityGuard:Jaccard相似性+针对失败想法的语义嵌入相似性可检测被转述的被拒绝的想法
  • 偏差检测 --5种认知偏差(锚定、确认、可用性、沉没成本、旅行车),有信心+可操作的建议
  • 元认知分析 --填充率、内容词比(Coh-Metrix)、索赔密度、谬误检测、辩证推理检查
  • 纠正指令 --3个严重级别(信息/警告/纠正),针对薄弱质量维度的规范性改进
  • 舞台内容对齐 --验证思维内容是否与声明的认知阶段+逻辑有效性得分(推理/接收2024)相匹配
  • 奖励一致性检查 --PRM↔EWMA发散检测(Z≈1.9,P(误报)≈2.9%)用于奖励游戏预防
  • Softmax门控注意力 --通过τ=0.5的softmax实现动态EWMA权重,贝叶斯先验初始化(Fin-PRM启发,Zhou等人,2025)
  • CUSUM变化点检测 --无滞后质量崩溃检测代替MACD(μ=0.70,k=0.05,h=0.15)
  • 跨MCP内存共生 --桥到 古巴回忆录 带防重复保护
  • EWMA奖励跟踪 --6信号复合材料,具有自适应α地板、阶段自适应重量分布、CUSUM崩溃预测、过程优势验证器(PAV)、停滞/疲劳检测
  • 矛盾检测 -NLI零样本分类(rust-bet)+直接否定,30+反义词对,量词与句子上下文冲突
  • 新颖性跟踪 --通过Jaccard距离+语义嵌入相似性(快速嵌入BGE小,384 dim)进行释义检测,每个思维步骤的Shannon信息增益
  • 深度退化 --跟踪质量。每个想法的深度历史记录,检测到与基线相比下降>50%(KV缓存饱和代理)
  • 代码感知指标 --当输入是代码还是自然语言时,质量、深度和指令会发生变化
  • 反过度思考 --停滞检测、疲劳监测、模式崩溃保护、早期停止信号

快速开始

1.先决条件

  • 锈蚀1.83+ & 货物
  • Python 3.10+ (用于PRM沙盒执行)
  • LibTorch --自动下载者 rust-bert 构建期间(~2GB,仅限CPU)

2.建造

git clone https://github.com/LeandroPG19/cuba-thinking.git
cd cuba-thinking/cuba_cognitive_engine
cargo build --release

注: 首次构建下载ONNX模型文件(fastembed约33MB)和libtorch(rust-bert约2GB)。后续版本将被缓存。

3.配置您的AI编辑器

添加到您的MCP配置中(例如。, mcp_config.json).你 必须 设置 LD_LIBRARY_PATH 转到构建工件内的libtorch目录:

{
  "mcpServers": {
    "cuba-thinking": {
      "command": "/path/to/cuba-thinking/cuba_cognitive_engine/target/release/cuba_cognitive_engine",
      "args": [],
      "env": {
        "LD_LIBRARY_PATH": "/path/to/cuba-thinking/cuba_cognitive_engine/target/release/build/torch-sys-<hash>/out/libtorch/libtorch/lib"
      }
    }
  }
}

要找到确切的路径:

find target/release/build -path '*/torch-sys-*/out/libtorch/libtorch/lib' -type d

或者,使用附带的包装器脚本:

{
  "mcpServers": {
    "cuba-thinking": {
      "command": "/path/to/cuba-thinking/run_mcp.sh",
      "args": []
    }
  }
}

零云API密钥。100%本地运行。模型在首次运行时自动下载。


三种工具

1. cuba_thinking --深度推理

核心认知引擎。通过完整的分析流程评估每个思考步骤。

所需参数:

参数 类型 说明
thought string 当前思维步骤(必须是代码/形式逻辑,而不是自然语言)
thoughtNumber number 当前思想数(从1开始)
nextThoughtNeeded boolean 是否有下一个思考步骤

可选参数:

参数 类型 说明
thinkingStage 字符串 DEFINE, RESEARCH, ANALYZE, HYPOTHESIZE, VERIFY, SYNTHESIZE
confidence 数字 0.0–1.0,根据舞台期望进行校准
assumptions string[] 跨思想跟踪和重复数据消除
hypothesis string 正在测试的当前假设
budgetMode 字符串 fast, balanced, thorough, exhaustive
biasDetected string 代理报告的偏差: anchoring, confirmation, availability, sunk_cost, bandwagon
branchFromThought number MCTS探测的分支点
branchId string 并行推理路径的标识符

输出包括: EWMA奖励百分比、信任评分、校准置信度、质量评分、矛盾警告、偏见警报、纠正指令、记忆指令、趋势指标、奖励一致性警告。

2. verify_code --过程奖励模型(PRM)

在沙盒环境中执行Python代码,并评估8个质量信号。

参数:

参数 类型 说明
code string 要验证的Python代码(断言、函数、计算)

8个PRM信号:

信号 权重 评分
E1编译 0.25 1.0(如果执行成功),否则为0.0
E2断言传递 0.25 1.0,传递断言,0.3,不传递断言,0.0失败
E3复杂性 0.10 如果CC≤7,则为1.0,如果CC≤10,则为0.7,否则为0.0
E4类型安全 0.08 1.0带类型注释,0.3不带类型注释
E5安全导入 0.05 1.0干净,0.0有安全违规
E6决定论 0.10 1.0可重复,0.5随机/时间
E7覆盖率 0.07 断言功能比
E8多样性 0.10 唯一断言目标/总断言(反游戏)

V9 Veto门: Gate = (E1×0.7 + E4×0.3).max(0.05) --无论其他信号如何,不可编译的代码都会接近零分。

判决: 优秀(≥85%)、良好(≥65%)、可接受(≥45%)、不足(<45%)

3. analyze_reasoning --链分析

分析多步骤推理链的连贯性、矛盾性、新颖性衰减和基础质量。

参数:

参数 类型 说明
thoughts string[] 按顺序分析的推理步骤数组
context string 检查接地的可选假设

六个认知阶段

基于布鲁姆修订的分类学(Anderson&Krathwohl,2001):

DEFINE ──→ RESEARCH ──→ ANALYZE ──→ HYPOTHESIZE ──→ VERIFY ──→ SYNTHESIZE
  📋          🔍          🔬           💡             ✅          🎯
阶段 焦点 置信区间 增强维度
定义 明确范围、要求 0.30-0.60 清晰度(2×)
研究 探索选项,收集数据 0.30-0.70 广度(3×)
分析 评估权衡,比较 0.40–0.80 深度(3×)
假设 提出解决方案,预测 0.50-0.85 逻辑(3×)
验证 测试、验证、确认 0.60–0.90 逻辑(3×)
综合 总结、推荐、概括 0.70–0.95 可操作性(3×)

9层抗幻觉

零LLM电话。所有验证都在本地运行:

# 图层 方法
1 假设跟踪 对所有想法进行推理
2 置信度校准 每个阶段的预期范围,贝叶斯与PRM证据的融合
3 验证链(CoVe) 自我验证关键字+问题检测(Dhuliawala等人,2023)
4 证据累积 标记不受支持的信心增加(Wald,1945)
5 索赔柜台 每句话都有可验证的断言
6 电源接地 每项索赔的邻近性检查——±1个相邻句子中的证据
7 EWMA阈值 具有预算意识的MCTS拒绝,并设有对冲拒绝区
8 矛盾旗 内部矛盾检测
9 热身警卫 抑制想法的误报1-2

反过度思考(R10): 检测停滞(3+类似的EWMA)、疲劳(3+连续下降)和模式崩溃(转述被拒绝的想法)。触发提前停车信号。

信任评分:

trust = quality×0.40 + evidence×0.20 + grounding×0.20 + calibrated×0.10 + ewma_ok×0.10

EWMA步骤奖励——Softmax门控注意力(V9)

通过softmax(τ=0.5)和CUSUM变化点检测进行动态加权的6信号复合:

EWMA_t = α · reward_t + (1 - α) · EWMA_{t-1}
α = max(2/(n+1), α_floor)    — budget-aware floor

Softmax Gated Attention (V9):
  w_i = prior_i × exp(|x_i - μ| / τ)  — signals deviating from mean get higher weight
  reward = Σ(normalize(w_i) × x_i)

CUSUM change-point detection (V9):
  S_t = max(0, S_{t-1} + (x_t - μ) - k)  — cumulative sum, k=0.05, h=0.15
  Change detected when S_t > h (lag-free, replaces MACD)
  • 奖励历史记录:上限为20个入口(VecDeque环形缓冲区)
  • 停滞检测:3个以上步骤,EWMA变化<2%
  • 疲劳检测:连续3次质量下降
  • CUSUM崩溃检测(V9):无滞后质量下降跟踪
  • 过程优势验证器(PAV):衡量相对于基线的优势
  • 奖励一致性(N3):PRM↔EWMA散度>0.4→ 警告(Z≈1.9,P≈2.9%)

思维图谱(GoT)

跨推理链的DAG拓扑跟踪:

  • 节点:每个思考步骤都成为一个节点
  • 边缘:顺序和修订依赖关系
  • 最长路径:Kahn拓扑排序+动态规划(收敛安全)
  • 循环检测:Tarjan的SCC算法O(V+E)检测循环推理

MCTS图——PUCT+自适应UCT

竞技场分配的MCTS具有PUCT评分(优于标准UCB1):

PUCT(s,a) = Q(s,a) + c_puct × P(s,a) × √(N_parent) / (1 + N_child)
c_puct adapts based on variance of child Q-values

持续的思考会议

会话在共享相同假设的多个MCP工具调用之间维护状态:

  • EWMA积累:质量跟踪在通话中持续存在
  • 新颖性跟踪:通话时词汇量会增加
  • 思维图谱:DAG跨调用构建
  • 趋势指标: ↗️ 改善,→ 稳定,↘️ 下降
  • 假设漂移(G11):与原始假设的语义距离
  • 根部锚固:组合漂移检测(假设+初步想法)
  • 置信度波动:快速检测交替置信度(5个读数中>3个符号变化)
  • 深度退化:跟踪质量。深度历史,检测到与基线相比下降>50%
  • 认识论倒退:当MCTS拒绝一个想法时进行快照/回滚
  • 模式崩溃保护:存储被拒绝的想法,通过Jaccard检测释义>0.6
  • 自动过期:TTL 600防止内存泄漏

沙盒安全

通过PyO3实现的多层Python沙盒:

层 保护
AST扫描仪 在解析时阻止危险的导入(os.system、subprocess等)
嵌套深度 最大100个支架深度——防止CPython C机架耗尽
内存限制 RLIMIT_AS 512MB——防止OOM炸弹
递归限制 100-防止堆栈溢出
并发 信号量最多2个并发执行
超时 最多5秒
代码大小 最大输入50KB
PEP 578审计陷阱 在运行时阻止操作系统级事件
ReDoS防护 re.compile的反向参考长度限制
Z3空洞的真理 检测Z3求解器输出中的琐碎断言

舞台内容对齐(V8)

验证思维内容是否与其宣称的认知阶段相匹配:

  • 6个关键字模式集:每个阶段都有双语(英语/西班牙语)
  • 对齐得分:声明的阶段模式与检测到的阶段模式的比率
  • 逻辑有效性得分:4个维度——前提参考(30%)、结论支持(30%),反向参考(20%),无逻辑缺口(20%)
  • 警告:当对齐<0.5且检测到>2个图案时发生火灾

偏差检测

偏差 检测方法
锚定 过度依赖首次提及的数据
确认 仅寻求支持性证据
可用性 依赖最近/难忘的例子
沉没成本 不顾证据为先前的决定辩护
从众效应 “每个人都使用X”推理

每个检测到的偏差都包括置信水平、解释和可操作的建议。


记忆共生

穿过MCP桥 古巴回忆录:

阶段 触发 动作
定义 (思想≤2) 问题定义 cuba_faro 搜索+ cuba_expediente 错误检查
假设 新假设 cuba_expediente 防重复保护
验证 索赔核实 cuba_faro(mode:"verify") 接地检查
合成 (最终) 结论 cuba_cronica 课程巩固

类似于皮质-海马巩固周期(McClelland等人,1995)。


预算模式

模式 EWMAα下限 MCTS阈值 质量门 最大思考量 长度惩罚
⚡ fast 0.30 50% 0.30 5 80字
⚖️ balanced 0.25 40% 0.25 10 150字
🔎 thorough 0.20 35% 0.20 20 250字
🔬 exhaustive 0.15 30% 0.15 50 400字

建筑学

cuba-thinking/
└── cuba_cognitive_engine/
    ├── Cargo.toml
    └── src/
        ├── main.rs                          # Entry point
        ├── server/
        │   ├── mcp_protocol.rs              # JSON-RPC 2.0, tool dispatch, progress streaming
        │   └── observability.rs             # Prometheus metrics, tool timing
        └── engine/
            ├── mod.rs                       # Module registry
            │
            ├── ── Cognitive Core ──
            ├── stage_engine.rs              # 6-stage state machine (Bloom's Taxonomy)
            ├── quality_metrics.rs           # 6D quality + Shannon entropy + LZ76 + Root-TTR
            ├── ewma_reward.rs               # Softmax Gated Attention + CUSUM + PAV
            ├── budget.rs                    # 4 budget modes with optimal stopping (Wald 1945)
            ├── anti_hallucination.rs         # 9-layer trust verification + Pareto L2 norm
            ├── bias_detector.rs             # 5 cognitive bias detectors (Kahneman & Tversky)
            ├── metacognition.rs             # Filler, CWR (Coh-Metrix), fallacies, dialectics
            ├── thought_graph.rs             # GoT DAG + Kahn DP + Tarjan SCC O(V+E)
            ├── memory_bridge.rs             # Cross-MCP memory symbiosis + anti-repetition
            ├── formatter.rs                 # Output formatting
            │
            ├── ── Semantics ──
            ├── semantic_similarity.rs       # ONNX embeddings (fastembed BGE-small, 384-dim) + TF-IDF fallback + LRU cache
            ├── contradiction_detector.rs    # NLI zero-shot (rust-bert) + negation, 30+ antonyms, quantifiers
            ├── novelty_tracker.rs           # Jaccard distance + semantic embedding similarity (paraphrase detection)
            ├── claim_grounding.rs           # ROSCOE faithfulness + specificity
            │
            ├── ── Deep Reasoning ──
            ├── thought_session.rs           # Persistent sessions + rollback + trends + drift
            ├── corrective_directives.rs     # 3-level prescriptive corrections (SEAL/FS-C)
            ├── stage_validator.rs           # Stage alignment + Logical Validity (ReasonEval 2024)
            │
            ├── ── Execution ──
            ├── micro_prm.rs                 # 8-signal PRM + Veto Gate (V9)
            ├── sandbox.rs                   # PyO3 sandbox + AST + RLIMIT + PEP 578
            ├── mcts_graph.rs                # PUCT + Adaptive UCT (arena-allocated)
            └── shared_utils.rs              # Centralized stopwords, UTF-8 truncation

依赖项

板条箱 版本 用途
tokio 1.50 异步运行时
serde + serde_json 1.0 序列化
pyo3 0.28 PRM代码执行的Python沙盒
fastembed 5.12 ONNX语义嵌入(BGE-small-en-v1.5384 dim)
rust-bert 0.23 NLI用于矛盾检测的零样本分类
lru 0.16 用于嵌入和沙箱评估的LRU缓存
dashmap 6.x 会话存储的无锁并发哈希映射
regex 1.12 图案匹配
tracing 0.1 结构化日志记录
anyhow + thiserror 1.0/2.0 错误处理
bumpalo 3.20 MCTS图的竞技场分配
mimalloc 0.1 高性能内存分配器

默认情况下为静音

功能仅在可操作时显示:

功能 出现时
EWMA奖励 始终(核心指标)
纠正指令 质量维度低于阈值
矛盾警告 检测到否定/反义词/量词冲突
偏见警报 检测到认知偏见模式
元认知警告 填充>30%或CWR<40%
谬误警告 草率概括或错误二分法
辩证警告 在没有反驳的情况下进行验证/综合
反过度思考 3+停滞或疲劳的想法
MCTS回溯 EWMA<思考后的阈值#3
循环推理 Tarjan SCC在GoT中发现循环
深度退化 质量。深度下降>50%,与基线相比
置信度波动 >5个读数中有3个符号变化
假设漂移 与原始语义距离>阈值
模式崩溃 Jaccard相似度>0.6,拒绝思考
奖励分歧 PRM↔EWMA散度>40pp(Z≈1.9)
运动学崩溃 CUSUM检测到质量加速下降
阶段不匹配 声明阶段与检测阶段不一致
内存指令 定义/假设/验证/合成阶段

数学验证

通过单元测试和形式化分析验证的每个公式:

# 公式 说明 已验证
1 EWMAα=最大值(2/(n+1),α_floor) 自适应平滑(Roberts 1959) ✅
2 Softmax w_i=p_i×exp( x_i-μ /τ)
3 CUSUM S_t=max(0,S_{t-1}+x_t-μ-k) 变化点检测 ✅
4 PRM门=(E1×0.7+E4×0.3)最大值(0.05) 否决门 ✅
5 复合奖励(6个信号) 权重总和为1.0(3个阶段配置文件) ✅
6 PRM复合(8个信号) 权重总和为1.0+否决门 ✅
7 信任评分(5个组成部分) 权重总和为1.0 ✅
8 TF-IDF余弦相似性 一致性评分(Salton 1975) ✅
9 Jaccard A∩B /
10 TTR/√N 根TTR归一化 ✅
11 Tarjan SCC O(V+E) 循环检测正确性 ✅
12 Kahn的DP拓扑排序 DAG最长路径(收敛安全) ✅
13 Pareto L2范数d²+c²>1.65 游戏检测(Z≈1.645,第90个pctl) ✅
14 Sigmoid P(拒绝)=1/(1+e^(20d)) 对冲MCTS拒绝 ✅
15 香农H(X)+LZ76 信息密度 ✅
16 PRM-EWMA >0.4

古巴生态系统的一部分

项目 目的
古巴记忆 持久记忆——知识图谱、Hebbian学习、RLHF反馈
古巴思考 认知推理——质量指标、抗幻觉、PRM、MCTS执行
古巴搜索 网络搜索——研究、抓取、验证、文档查找
古巴执行官 命令执行——后台进程、信号、交互式stdin

它们共同赋予了人工智能代理 记忆+推理+搜索+执行.


学术参考文献

# 引文 用于
1 Anderson和Krathwohl(2001)。“修订的布鲁姆分类法” 6个认知阶段
2 罗伯茨(1959)。“EWMA控制图” 自适应EWMA平滑
3 Kocsis和Szepesvári(2006)。“UCB应用于树木” 了解预算的MCTS阈值
4 Golovneva等人(2023)。“ROSCOE”--ICLR 忠诚,要求接地
5 Dhuliawala等人(2023)。“CoVe减少幻觉”——元人工智能 验证链
6 Lightman等人(2023)。“让我们一步一步验证”--OpenAI 步骤级奖励(PRM)
7 卡尼曼和特沃斯基(1974)。“不确定性下的判断” 认知偏差检测
8 弗拉维尔(1979)。“元认知与认知监控” 元认知分析
9 Graesser等人(2004)。“Coh-Metrix” 内容词比率
10 坦普林(1957)。“儿童的某些语言技能” TTR清晰度指标
11 亨特(1965)。“语法结构” 子句深度分析
12 关等人(2024)。“GRACE” 行动能力评分
13 瓦尔德(1945)。“序贯分析” 证据积累,最佳停止
14 香农(1948)。“通信数学理论” 信息增益,熵
15 McClelland等人(1995)。“互补学习系统” 记忆共生
16 DeepSeek(2025)。“思想论” 反过度思考
17 赞加里(1994)。“EWMA风险管理” 自适应阿尔法下限
18 索尔顿(1975)。“向量空间模型” TF-IDF余弦相似度
19 塔扬(1972)。“深度优先搜索和线性图算法” SCC循环检测
20 Lempel和Ziv(1976)。“有限序列的复杂性” LZ76复杂性度量
21 Press等人(2022)。“列车短,测试长” 深度退化
22 第578页(2019)。“Python运行时审计钩子” 沙盒安全层
23 Cilibrasi和Vitányi(2005)。“压缩聚类”——IEEE TIT 模式崩溃检测
24 卡恩(1962)。“大网络拓扑排序”——CACM DAG最长路径
25 Besta等人(2024)。“思维图谱”——苏黎世联邦理工学院 GoT DAG拓扑
26 Greenblatt等人(2024)。“Sycophancy to Subperfuge”--arXiv:2406.10162 奖励游戏检测
27 孙等人(2024)。“思维图”——arXiv:2409.10038 DAG形式化
28 周等(2025)。“Fin PRM” Softmax门控注意力
29 佩奇(1954)。“连续检查方案” CUSUM变化点检测
30 松香与银(2011)。“PUCT算法” MCTS探索策略

许可证

CC BY NC 4.0 --免费使用和修改, 非商业用途.


作者

莱安德罗·佩雷斯G。