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发表于 3 小时前 | 查看: 3| 回复: 0

Agent 系统的发展可以按一条工程主线来理解:模型接入外部能力、组织推理路径、利用执行反馈、管理长期记忆、沉淀可复用技能,最后进入 Harness 工程。这条主线的核心变化在于,LLM 不再只是一个文本生成组件,而是逐步扩展为任务执行过程中的决策组件——模型判断下一步动作,外部模块提供知识、计算、工具和环境反馈,状态系统负责过程记录,运行时则负责推进整个任务。

Agent工程设计思路的六阶段演进流程图

本文将梳理十篇代表性论文,它们分别解决这条链路上的不同问题:MRKL 解决能力如何模块化接入;ToolformerToolLLM 解决工具如何被模型稳定调用;Tree of Thoughts 解决复杂问题下如何搜索和评估中间推理;Reflexion 解决失败经验怎么进入下一轮执行;Generative Agents 解决长期记忆如何支撑行为一致性;Voyager 解决开放环境中技能怎样积累和迁移;Agent Harness Engineering 则把这些机制组合成一个可工程化的生产系统。

1 外部能力接入

MRKL Systems 给出了一个很早但非常关键的判断:LLM 适合做自然语言入口,外部知识源、计算器、数据库和专用推理模块适合承担确定性能力。

MRKL系统的Router与模块化能力路由架构

这个判断把 Agent 从单模型思路拉到了系统架构思路:模型不承担全部计算和知识职责,而是负责理解输入、判断意图、选择模块,具体能力由外部模块完成。这一步的工程意义在于,Agent 系统需要一个能力路由层,这个路由层决定是调用模型、调用工具、查询数据库还是调用专用模块。后续的工具调用、协议标准、插件系统乃至 MCP 生态,都可以放在这个方向下去理解。

2 工具调用能力

Toolformer 把工具调用推进到了模型能力层。模型通过自监督方式学习插入 API 调用,自主判断什么时候调用工具、调用哪个工具、传入什么参数,并把工具返回结果用于后续生成。它的重点在于“工具调用变成了模型生成过程的一部分”,证明模型可以通过少量示例和自动过滤数据,学会调用计算器、搜索、翻译、日历等工具。

Toolformer自监督学习API调用流程图

ToolLLM 则进一步放大了工具调用的规模。它面向真实世界 API 构建了 ToolBench,从 RapidAPI 收集大量接口,生成单工具和多工具任务,标注调用路径,再通过 API Retriever 缩小候选工具空间,并借助 ToolEval 评估调用过程。

这一步的工程意义在于,工具调用不再只是“模型会不会调一个函数”,它变成了工具目录、工具检索、参数生成、多步调用、调用路径评估和失败处理的完整系统问题。

3 推理路径组织

Tree of Thoughts 处理的是决策路径问题。在复杂任务中,模型一次生成一个答案很容易受早期选择的影响,而 ToT 把中间推理步骤表示为 Thought,再把多个 Thought 组织成一棵搜索树。

Tree of Thoughts搜索树与状态评估示意图

ToT 的价值在于将模型推理过程显式化:系统可以生成多个候选路径,评估每一个中间状态,保留更好的路径,并在路径不合适时回溯。这对 Agent 来说很重要,因为 Agent 的动作通常会连带后果——工具调用、文件修改、代码执行、流程触发都需要更稳的决策过程。树形搜索和状态评估为任务编排提供了基础思路。

4 反馈与记忆

Reflexion 解决的是执行后如何利用经验的问题。模型执行任务后会得到各种反馈——可能是二值结果、评分、测试失败、环境报错,也可能是自然语言评价。Reflexion 将这些反馈转化为反思文本,写入记忆,并在下一轮执行时把这些经验作为上下文。

Reflexion反思记忆循环流程

这个机制的工程价值非常直接:Agent 需要把失败经验转化成可复用的执行约束,比如某个接口参数容易出错、某类代码需要先跑单测、某个环境状态下不能直接执行下一步。

Generative Agents 则处理更长期的记忆问题。它使用 Memory Stream 记录完整经验,再按相关性、近因性和重要性去检索记忆,通过反思形成更高层的结论,通过规划生成后续行为。

Generative Agents认知循环的观察-记忆-规划-行动闭环

这一步把 Agent 的状态管理问题讲得很清楚:长期行为的一致性来源于记忆检索、反思和规划的组合。原始历史记录需要进入记忆流,重要经验需要被提炼,当前行动需要读取相关记忆。

5 技能沉淀

VoyagerAgent 放进开放世界环境,它在 Minecraft 中持续探索、自动生成课程、执行代码动作、读取环境反馈、修正程序,再把成功程序写入技能库。

Voyager在Minecraft中技能沉淀与自验证流程

Voyager 的关键点在于:技能是以可执行代码的形式沉淀下来的,技能描述进入向量库,后续任务通过检索找到相似技能,再组合出更复杂的动作。这一步把 Agent 的学习方式从“记住一段经验”推进到了“积累可执行能力”。技能库承担长期能力复用的职责,自动课程承担任务生成职责,自验证承担结果确认职责。

6 Harness 工程

前面这些论文各自解决了 Agent 的某些组件能力,Agent Harness Engineering 则把这些组件纳入一个统一的工程层,称为 HarnessHarness 是包裹在模型外层的执行系统,它管理执行环境、工具接口、上下文、生命周期、可观测性、验证和治理。

Agent Harness的七大工程组件架构图

这一套结构把前面几篇论文串了起来:

  • MRKLToolformerToolLLM 主要落在 Tooling,处理外部能力如何被接入和调用。
  • Tree of Thoughts 主要落在 LifecycleVerification,处理推理路径生成、状态评估和搜索控制。
  • Reflexion 连接 LifecycleContextVerification,把反馈转成经验,再影响下一轮执行。
  • Generative Agents 主要落在 ContextLifecycle,处理长期记忆、反思、规划及多主体行为。
  • Voyager 横跨 ExecutionContextLifecycleVerification,把代码动作、环境反馈、自验证和技能库置入持续探索过程。

Harness 工程的价值在于,它把这些机制从论文原型推进为工程架构。系统需要执行环境承载动作,需要工具接口连接外部能力,需要上下文管理任务信息,需要生命周期推进过程,需要可观测性记录事实,需要验证机制判断结果,需要治理机制控制边界。

7 一条完整的 Agent 执行链路

综合这些论文,一个生产级 Agent 的执行链路可以这样组织:

完整Agent执行链路:从上下文构建到技能沉淀的闭环

任务目标进入系统后,先构建上下文,模型生成计划,搜索机制评估不同路径,工具层选择可用能力,执行环境完成动作,结果观察进入验证模块;失败结果转成反思,成功动作进入技能库,状态更新后继续下一轮执行。这条链路比单次模型调用更接近真实的 Agent 系统——模型调用只负责一次判断,Harness 负责完整任务过程,而任务过程包含状态、工具、反馈、验证、记忆和治理。

8 工程落地的几个判断

Agent 平台建设可以按能力依赖逐步推进。

  • 第一阶段:建设工具接口。 系统需要把业务能力封装成清晰、稳定、可校验的工具,工具数量要可控,工具描述要面向模型使用,工具调用要记录参数、结果和状态。
  • 第二阶段:建设上下文和状态。 系统需要区分当前上下文、会话状态、长期记忆、执行日志和中间产物。当前上下文服务模型推理,状态系统服务任务恢复和审计。
  • 第三阶段:建设任务编排。 系统需要状态机、步骤调度、超时控制、失败重试和人工确认。复杂任务需要显式地表达执行阶段和终止条件。
  • 第四阶段:建设反馈和验证。 系统需要判断结果是否满足目标,失败的根源到底来自模型、工具、上下文、环境还是权限,验证结果必须进入回归反馈。
  • 第五阶段:建设技能库。 系统需要把成功动作、流程模板、代码片段和业务经验沉淀为可检索、可组合、可复用的能力。
  • 第六阶段:建设治理和观测。 系统需要 Trace、成本统计、权限控制、审计日志和高风险动作拦截。

Agent平台六阶段建设路线图

这个顺序符合 Agent 系统的工程依赖:工具提供动作,状态记录过程,编排推进任务,验证提供反馈,技能沉淀经验,治理控制风险。

9 总结

这几篇论文共同指向一个结论:Agent 工程的核心对象就是任务执行链路。

MRKL 给出了模块化能力接入,Toolformer 给出了模型自学习工具调用,ToolLLM 给出了大规模真实工具生态,Tree of Thoughts 给出了推理搜索机制,Reflexion 给出了反馈记忆机制,Generative Agents 给出了长期行为架构,Voyager 给出了开放环境中的技能积累,Agent Harness Engineering 给出了生产工程分层。

把这些工作连接起来之后,Agent 的架构轮廓非常清晰:模型负责判断,工具负责动作,环境承载执行,状态记录过程,记忆保存经验,验证提供反馈,技能库沉淀能力,Harness 负责把这些部分组织成稳定运行的系统。Agent 平台的建设方向也很明确——从模型能力扩展到系统能力,从单次推理扩展到持续执行,从工具调用扩展到工具治理,从上下文拼接扩展到状态管理,从结果输出扩展到验证反馈,从原型演示扩展到可观测、可恢复、可审计的工程体系。

云栈社区这样的技术论坛里,这类 Agent 工程实践正在被越来越多的开发者关注和讨论,从模型到系统、从原理到落地的探索,仍将继续演进。

10 参考文献

序号 论文 地址
1 MRKL Systems https://arxiv.org/abs/2205.00445
2 ReAct https://arxiv.org/abs/2210.03629
3 Toolformer https://arxiv.org/abs/2302.04761
4 Reflexion https://arxiv.org/abs/2303.11366
5 Tree of Thoughts https://arxiv.org/abs/2305.10601
6 Generative Agents https://arxiv.org/abs/2304.03442
7 Voyager https://arxiv.org/abs/2305.16291
8 ToolLLM https://arxiv.org/abs/2307.16789
9 AutoGen https://arxiv.org/abs/2308.08155
10 AgentBench https://arxiv.org/abs/2308.03688



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