Gemini 3 導入了「深度推理」（Deep Think）技術，透過建模整體的「思路」，來顯著減少長篇推理中的邏輯斷裂。此模型能根據問題的難度自動調整思考時間，使其在面對科學或數學難題時，可以進行更長時間和更深入的思考。此外，它還能混合文字和圖形等多模態內容進行判讀和思考，從而提升推理的準確性和連貫性。
Google DeepMind 研究副總裁紀懷新指出，過去語言不能完全用模式識別來解決，而技術上的進階突破在於「思維鏈（Chain of Thought）」的概念。這種方法將想法從一個順序轉變為另一個順序，不是預測下一個字詞，而是預測下一個想法。因此，這兩年來的突破關鍵在於將想法預測的技術導入到模型中，使得技術開發和模型整合能夠水到渠成。
Google 正全力加速研發多模態技術，使 AI 能夠同時理解並處理文字、圖像、音訊及影片等多種格式的資料。紀懷新透露，Google 的下一個里程碑是 Project Astra，目標是開發全知全能的 AI 助理，使其像一隻鳥站在使用者的肩膀上，能夠看見使用者所看到的，聽見使用者所聽到的，並即時給予反應。
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