CreativityBench: Evaluating Agent Creative Reasoning via Affordance-Based Tool Repurposing
Cheng Qian, Hyeonjeong Ha, Jiayu Liu, Jeonghwan Kim, Jiateng Liu, Bingxuan Li, Aditi Tiwari, Dwip Dalal, Zhenhailong Wang, Xiusi Chen, Mahdi Namazifar, Yunzhu Li, Heng Ji
arXiv:2605.02910 · 2026-05-08 공개 · arXiv · PDF
Abstract
Recent advances in large language models have led to strong performance on reasoning and environment-interaction tasks, yet their ability for creative problem-solving remains underexplored. We study this capability through the lens of creative tool use, where a model repurposes available objects by reasoning about their affordances and attributes rather than relying on canonical usage. As a first step, we introduce CreativityBench, a benchmark for evaluating affordance-based creativity in LLMs. To this end, we build a large-scale affordance knowledge base (KB) with 4K entities and 150K+ affordance annotations, explicitly linking objects, parts, attributes, and actionable uses. Building on this KB, we generate 14K grounded tasks that require identifying non-obvious yet physically plausible solutions under constraints. Evaluations across 10 state-of-the-art LLMs, including closed and open-source models, show that models can often select a plausible object, but fail to identify the correct parts, their affordances, and the underlying physical mechanism needed to solve the task, leading to a significant drop in performance. Furthermore, improvements from model scaling quickly saturate, strong general reasoning does not reliably translate to creative affordance discovery, and common inference-time strategies such as Chain-of-Thought yield limited gains. These results suggest that creative tool use remains a major challenge for current models, and that CreativityBench provides a useful testbed for studying this missing dimension of intelligence, with potential implications for planning and reasoning modules in future agents.
한국어 요약
📋 한 줄 요약
**[LLM 추론/창의성]** 어포던스 기반 도구 재활용을 통해 LLM의 창의적 추론을 평가하는 대규모 KB 기반 벤치마크 CreativityBench를 제시한다.
🎯 핵심 기여도
- 4K 엔티티·15만+ 어포던스 주석을 갖춘 대규모 어포던스 지식베이스 구축
- 14K개의 비자명하지만 물리적으로 타당한 도구 재활용 태스크 생성
- 10개 SOTA 폐쇄/오픈 LLM 평가로 창의적 어포던스 발견 능력 정량화
- 모델 스케일링·일반 추론·CoT가 창의적 도구 사용으로 잘 전이되지 않음을 실증
💡 핵심 아이디어
LLM의 ‘창의성’은 객체의 표준 용도가 아닌 부품·속성·작용 메커니즘에서 비표준 어포던스를 식별·결합하는 능력으로 측정해야 한다. 이를 위해 어포던스 KB와 그라운디드 태스크가 필요하다.
🔬 기술적 접근법
- **모델/방법론**: CreativityBench — KB 기반 어포던스 추론 벤치마크
- **핵심 기법**: ① 객체-부품-속성-작용을 명시적으로 연결한 어포던스 KB ② 제약 하에서 비자명 해결책을 요구하는 그라운디드 태스크 자동 생성 ③ 정답성 + 부품/메커니즘 일치도 다층 채점 ④ CoT, 스케일, 도메인 일반 추론 효과 분리 분석.
📊 주요 결과
- 모델은 적절한 ‘객체’는 자주 고르지만 ‘올바른 부품·어포던스·물리 메커니즘’ 식별에 크게 실패
- 모델 스케일링에 따른 개선이 빠르게 포화
- 일반 추론 강도가 창의적 어포던스 발견으로 신뢰성 있게 전이되지 않음
- CoT 등 추론 시점 전략의 이득이 제한적
💭 의의 및 한계
**의의**: LLM의 ‘부족한 차원’으로서 창의적 어포던스 추론을 명시적으로 드러내고 표준 평가 자원을 제공. **한계**: 시뮬레이션이 아닌 텍스트 기반 평가이므로 실제 물리 상호작용 검증은 미포함.
🚀 실용적 활용
- 가정용/현장 도우미 로봇의 도구 재활용 능력 평가
- 비상 상황 대응을 돕는 에이전트의 창의 문제 해결 모듈
- 제품 디자인·교육용 창의 사고 보조 시스템