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AI Agent Harness Engineering:大模型之后的下一个技术爆发点

AI Agent Harness Engineering:大模型之后的下一个技术爆发点


一、引言

1.1 钩子:从“大模型的局限性”到“人类解放双手的终极形态”

你是否有过这样的经历?
上周为了赶一份季度数据分析报告,你打开了GPT-4:先让它帮你整理上周从Salesforce、Jira、QuickBooks导出的3个CSV格式的零散数据——它生成了Python脚本,但要你复制到本地VS Code调试环境变量缺失、日期格式转换bug改了3次;接着你让它根据整理好的数据写报告,它写的行业趋势引用的是2023年Q2的数据,你又翻找了艾瑞咨询最新的PDF补充;最后你让它生成PPT大纲并美化——结果它给的PPT模板提示词根本没法直接用MidJourney生成商业图表,你又花了2小时手动调整配色和布局……
整个过程持续了6小时,其中GPT-4帮你省了大概1小时的初始脚本草稿和报告初稿文字,但剩下的5小时你都在做数据搬运、环境配置、工具调用适配、实时反馈纠错、最终输出落地的“苦力活”——GPT-4明明什么都懂一点,但就是没法“闭环干活”。

同样的场景也发生在软件开发者身上:你让Claude 3 Opus帮你修复一个Web应用的登录注册bug,它找到了代码中的SQL注入漏洞并给了修复建议,但你还是要自己拉取GitHub分支、运行单元测试、提交Pull Request、等待CI/CD流水线通过、处理代码审查的反馈;发生在电商运营身上:你让Gemini Advanced做“618预热阶段小红书穿搭博主筛选”,它列出了100个符合粉丝量、活跃度、垂直领域要求的账号,但你还是要自己登录新红数据查账号的真实GMV转化率、私信沟通档期、整理报价表……

这就是当前大模型(LLM)应用的普遍现状:“大脑”足够强大,但“手脚”(工具调用能力)、“神经系统”(多工具/多Agent协同能力)、“皮肤”(环境感知与适配能力)、“肌肉记忆”(长期规划与任务拆解能力)、“自主意识边界”(安全可控能力)都严重缺失——本质上,LLM还是一个“只能输出文本/代码片段的超强顾问”,而不是一个“能独立完成复杂任务的实用工具”。

但你有没有想过,如果有一天,你只需要对着一个界面说:“帮我写一份2024年Q3电商行业小红书女装转化率优化报告,要求包含:1. 从Salesforce拉取过去12个月的客单价、复购率、流量来源;2. 用Pandas+Matplotlib分析最近30天的小红书笔记互动数据与转化漏斗;3. 参考艾瑞咨询2024年Q2的《Z世代女装消费白皮书》补充趋势预测;4. 自动生成一份带交互式图表的PPT;5. 把PPT大纲和交互式图表链接发送给市场部总监的企业微信;6. 预约明天上午10点和运营部、产品部开15分钟的汇报会”——然后你就可以去喝咖啡、和客户开会,1小时后回来,所有事情都已经完成,PPT的配色是市场部总监喜欢的莫兰迪色系,交互式图表是用Plotly做的可以实时筛选SKU的版本,汇报会也已经通过飞书日历预约好了,甚至市场部总监还回复了“收到,明天准时参加”。

这一天离我们并不遥远——而实现这一切的核心技术,就是AI Agent Harness Engineering(AI代理赋能与管控工程,以下简称“Agent Harness”)

1.2 定义问题/阐述背景:LLM的应用瓶颈催生了Agent Harness的需求

1.2.1 什么是AI Agent?

在正式讨论Agent Harness之前,我们需要先明确什么是AI Agent

根据人工智能领域的经典定义(来自Russell & Norvig的《人工智能:一种现代的方法》):

AI Agent(人工智能代理)是指能够通过传感器感知环境、通过执行器作用于环境、并能根据感知到的信息和内置的目标/规则自主决策以最大化长期效用的实体。

而结合当前大模型时代的实践,我们可以给**LLM-based AI Agent(大模型驱动的人工智能代理)**一个更具体的定义:

LLM-based AI Agent是以大语言模型为“核心大脑”,以工具调用(Tool Calling)为“手脚”,以记忆模块(Memory)为“大脑皮层的长期/短期记忆”,以规划模块(Planning)为“大脑前额叶的任务拆解与决策能力”,以反思模块(Reflection)为“大脑的自我纠错与优化能力”,能在开放或半开放环境中自主完成多步骤、跨工具、多目标复杂任务的实体。

1.2.2 LLM-based AI Agent的应用现状

2023年可以说是“LLM-based AI Agent元年”:

  • 学术领域:出现了一系列里程碑式的研究成果,如斯坦福大学的AutoGPT(2023年3月发布,GitHub星标数峰值超过150k,是第一个能自主完成跨工具多步骤任务的开源LLM-based AI Agent框架)、微软的BabyAGI(2023年3月发布,GitHub星标数峰值超过80k,是一个基于OpenAI API和向量数据库的极简自主任务执行Agent)、清华大学的ChatDev(2023年8月发布,GitHub星标数峰值超过20k,是一个模拟软件公司全流程的多Agent协同框架,能在10分钟内生成一个可运行的Web应用)、Meta的Camel(2023年8月发布,GitHub星标数峰值超过15k,是一个基于角色扮演的多Agent协同框架,能实现不同角色(如“产品经理”和“开发者”)之间的自然语言对话与任务协作);
  • 工业领域:出现了一系列商业化的LLM-based AI Agent产品,如微软的Copilot Studio(原Power Virtual Agents升级,2023年11月发布,能让企业用户零代码或低代码构建定制化的多Agent协同系统)、OpenAI的GPTs(2023年11月发布,能让普通用户通过自然语言定制化构建单Agent应用)、字节跳动的豆包Agent(2024年3月发布,是国内首个支持多Agent协同、工具调用、记忆管理的开源商业化Agent平台)、阿里巴巴的通义千问Agent Studio(2024年4月发布,能让企业用户快速构建面向电商、金融、政务等垂直领域的定制化Agent);
  • 风险投资领域:LLM-based AI Agent相关的融资事件呈现爆发式增长:根据Crunchbase的数据,2023年全球LLM-based AI Agent相关的融资事件超过200起,融资总额超过100亿美元,其中AutoGPT的开发公司Significant Gravitas获得了1200万美元的种子轮融资,ChatDev的开发公司智谱华章获得了数亿美元的B轮融资,Copilot Studio的母公司微软的市值在2024年1月首次突破3万亿美元大关,很大程度上得益于其在AI Agent领域的布局。
1.2.3 LLM-based AI Agent的应用瓶颈

虽然LLM-based AI Agent的发展势头非常迅猛,但目前无论是学术领域的开源框架,还是工业领域的商业化产品,都存在着一系列严重的应用瓶颈,这些瓶颈直接制约了LLM-based AI Agent的大规模落地:

瓶颈一:工具调用的可靠性(Reliability)极低

LLM-based AI Agent的工具调用主要依赖于**Function Calling(函数调用)**技术——OpenAI在2023年6月发布的GPT-3.5-turbo-0613和GPT-4-0613版本中首次引入了Function Calling功能,允许开发者在API请求中定义一组工具(函数),LLM会根据用户的请求和内置的推理能力,自主选择是否调用工具、调用哪个工具、以及如何调用工具(即生成工具的参数)。

但Function Calling技术的可靠性极低——根据斯坦福大学2024年1月发布的《ToolBench Benchmark Report》:

  • 在处理开放环境中的跨工具多步骤任务时,GPT-4 Turbo(Function Calling版本)的成功率仅为22.7%
  • 即使是在处理半开放环境中的单工具单步骤任务时,GPT-4 Turbo的成功率也仅为68.3%
  • 导致工具调用失败的主要原因包括:工具参数生成错误(占比42.3%)、工具选择错误(占比28.7%)、工具调用顺序错误(占比15.2%)、工具调用超时/网络错误(占比8.9%)、工具返回结果解析错误(占比4.9%)
瓶颈二:多Agent协同的效率(Efficiency)和一致性(Consistency)极差

多Agent协同是指多个不同功能、不同角色的LLM-based AI Agent之间通过自然语言对话或结构化数据传递进行协作,共同完成一个复杂任务——例如ChatDev模拟软件公司全流程的多Agent协同,需要“产品经理”、“架构师”、“前端开发者”、“后端开发者”、“测试工程师”、“代码审查员”等多个Agent的协作。

但目前的多Agent协同框架普遍存在以下问题:

  • 效率极低:由于Agent之间的协作主要依赖于自然语言对话,而自然语言对话存在着“歧义性”、“冗余性”、“低效性”等问题,导致多Agent协同完成一个复杂任务的时间往往是单Agent完成同一个任务的时间的3-10倍,甚至更长;
  • 一致性极差:由于每个Agent都有自己独立的“核心大脑”、“记忆模块”、“规划模块”、“反思模块”,不同Agent之间的决策往往会出现“冲突”——例如“产品经理”要求“前端开发者”使用React框架,而“架构师”要求“前端开发者”使用Vue框架;
  • 可扩展性(Scalability)极差:目前的多Agent协同框架大多是“硬编码”的——即Agent的角色、数量、协作流程都是预先定义好的,无法根据任务的复杂度和环境的变化动态调整;
瓶颈三:安全可控性(Security & Controllability)严重缺失

安全可控性是LLM-based AI Agent大规模落地的“生命线”——如果一个LLM-based AI Agent无法保证安全可控,那么它不仅无法为用户创造价值,还可能给用户带来巨大的损失:

  • 数据安全(Data Security):LLM-based AI Agent需要访问用户的大量敏感数据(如银行账户信息、医疗健康信息、企业内部商业机密等),如果没有完善的数据安全机制,这些敏感数据可能会被LLM泄露给第三方,或者被恶意攻击者利用;
  • 行为安全(Behavioral Security):LLM-based AI Agent需要调用大量的第三方工具(如API接口、本地脚本、云服务等),如果没有完善的行为安全机制,LLM可能会被恶意攻击者诱导调用危险的工具(如删除本地文件、发送恶意邮件、转账到非法账户等);
  • 意图安全(Intentional Security):LLM-based AI Agent的“自主决策能力”是一把双刃剑——如果没有完善的意图安全机制,LLM可能会“误解”用户的意图,或者“自行其是”地执行一些不符合用户预期的任务;
瓶颈四:可观测性(Observability)和可调试性(Debuggability)几乎为零

可观测性和可调试性是软件系统大规模落地的“必备条件”——如果一个软件系统无法被观测和调试,那么当系统出现问题时,开发者根本无法找到问题的根源,更无法解决问题。

但目前的LLM-based AI Agent框架普遍存在以下问题:

  • 可观测性几乎为零:开发者很难实时观测到LLM-based AI Agent的“内部状态”——例如Agent的记忆模块中存储了什么信息、Agent的规划模块是如何拆解任务的、Agent的反思模块是如何自我纠错的、Agent是如何选择工具和生成工具参数的;
  • 可调试性几乎为零:当LLM-based AI Agent出现问题时,开发者很难进行“断点调试”——例如无法让Agent在某个特定的步骤停下来、无法查看Agent在某个特定步骤的内部状态、无法修改Agent在某个特定步骤的决策;
瓶颈五:长期规划(Long-term Planning)和常识推理(Common-sense Reasoning)能力严重不足

长期规划和常识推理能力是人类完成复杂任务的“核心能力”——例如人类在完成“写一份季度数据分析报告”这个复杂任务时,会先制定一个详细的计划(“先拉取数据,再整理数据,再分析数据,再写报告,再生成PPT,再发送邮件,再预约会议”),然后根据常识推理来判断每个步骤的合理性(“整理数据之前必须先拉取数据,生成PPT之前必须先写报告”)。

但目前的LLM-based AI Agent框架普遍存在以下问题:

  • 长期规划能力严重不足:LLM-based AI Agent的规划模块大多是基于“贪心算法”(Greedy Algorithm)的——即Agent只会选择当前看起来最优的下一步,而不会考虑长期的效用,导致Agent在完成复杂任务时往往会“陷入局部最优解”,甚至“偏离任务目标”;
  • 常识推理能力严重不足:虽然大语言模型在训练过程中学习了大量的文本数据,具备一定的常识推理能力,但在处理开放环境中的复杂任务时,LLM的常识推理能力往往会“失灵”——例如LLM可能会建议用户“在拉取Salesforce数据之前先整理数据”,或者“在生成PPT之后再写报告”;
1.2.4 LLM应用瓶颈的解决方案:Agent Harness

正是因为LLM-based AI Agent存在着以上一系列严重的应用瓶颈,Agent Harness应运而生——Agent Harness不是一个单一的技术,而是一套完整的技术体系,它的核心目标是**“赋能”LLM-based AI Agent(即提高LLM-based AI Agent的工具调用可靠性、多Agent协同效率和一致性、长期规划和常识推理能力),同时“管控”LLM-based AI Agent(即保证LLM-based AI Agent的安全可控性、可观测性和可调试性),从而让LLM-based AI Agent能够大规模落地到各个垂直领域,为用户创造真正的价值**。

1.3 亮明观点/文章目标:读完这篇文章你能学到什么

1.3.1 文章的核心观点

本文的核心观点可以概括为以下三点:

  1. LLM-based AI Agent是大模型之后的下一个技术爆发点:大语言模型解决了“人工智能理解和生成自然语言/代码”的问题,但LLM-based AI Agent解决了“人工智能在开放或半开放环境中自主完成复杂任务”的问题——后者的市场规模远大于前者,根据Gartner的预测,到2030年,全球LLM-based AI Agent相关的市场规模将超过10万亿美元
  2. Agent Harness是LLM-based AI Agent大规模落地的“关键基础设施”:如果把LLM-based AI Agent比作“汽车的发动机”,那么Agent Harness就是“汽车的底盘、刹车系统、安全气囊、仪表盘、导航系统”——没有底盘,发动机再好也跑不起来;没有刹车系统,汽车会失控;没有安全气囊,汽车会出人命;没有仪表盘和导航系统,驾驶员根本不知道汽车的状态和行驶方向;
  3. Agent Harness的核心技术模块包括:工具管控与适配模块、多Agent协同管控模块、安全管控模块、可观测性与可调试性模块、长期规划与常识推理增强模块:这五个模块相互配合,共同构成了一套完整的Agent Harness技术体系;
1.3.2 文章的主要内容

为了让读者能够全面、深入地理解Agent Harness,本文将按照以下结构进行撰写:

  1. 第二章:基础知识/背景铺垫:详细介绍Agent Harness的核心概念、相关工具/技术概览,以及Agent Harness的发展历史;
  2. 第三章:核心内容/实战演练:通过一个“电商行业小红书女装转化率优化”的实战案例,详细讲解如何利用Agent Harness技术构建一个完整的、可落地的多Agent协同系统;
  3. 第四章:进阶探讨/最佳实践:详细探讨Agent Harness的常见陷阱与避坑指南、性能优化/成本考量、最佳实践总结;
  4. 第五章:结论:总结文章的核心要点,展望Agent Harness的未来发展趋势,给读者留下一个开放性问题,引发其进一步思考;
1.3.3 文章的目标读者

本文的目标读者主要包括以下三类:

  1. 软件开发者:特别是那些正在开发LLM-based AI Agent应用的软件开发者,他们可以从本文中学到如何利用Agent Harness技术提高AI Agent的可靠性、效率、安全可控性、可观测性和可调试性;
  2. 技术管理者:特别是那些正在布局LLM-based AI Agent领域的技术管理者,他们可以从本文中学到如何构建一套完整的Agent Harness技术体系,以及如何评估和选择Agent Harness相关的工具和技术;
  3. AI爱好者:特别是那些对LLM-based AI Agent领域感兴趣的AI爱好者,他们可以从本文中学到Agent Harness的核心概念、发展历史、实战案例和未来发展趋势;

二、基础知识/背景铺垫

2.1 核心概念定义

在正式讨论Agent Harness的核心技术模块之前,我们需要先明确Agent Harness以及其相关的核心概念:

2.1.1 AI Agent Harness Engineering(AI代理赋能与管控工程)

如前文所述,AI Agent Harness Engineering不是一个单一的技术,而是一套完整的技术体系,它的核心目标是**“赋能”LLM-based AI Agent(即提高LLM-based AI Agent的工具调用可靠性、多Agent协同效率和一致性、长期规划和常识推理能力),同时“管控”LLM-based AI Agent(即保证LLM-based AI Agent的安全可控性、可观测性和可调试性),从而让LLM-based AI Agent能够大规模落地到各个垂直领域,为用户创造真正的价值**。

为了更直观地理解Agent Harness的定义,我们可以用一个类比:

如果把LLM-based AI Agent比作“宇航员”,那么Agent Harness就是“航天服”和“地面控制中心”

  • 航天服的作用是“赋能”宇航员:它可以为宇航员提供氧气、水、食物、温度控制、压力控制,让宇航员能够在太空这种极端环境中生存和工作;
  • 地面控制中心的作用是“管控”宇航员:它可以实时观测宇航员的状态(如心率、血压、氧气含量),可以和宇航员进行实时通信,可以指导宇航员完成任务,可以在宇航员遇到危险时及时救援;
  • 同样的,Agent Harness的作用也是“赋能”和“管控”LLM-based AI Agent:它可以为Agent提供工具调用适配、多Agent协同支持、长期规划与常识推理增强,让Agent能够在开放或半开放环境中自主完成复杂任务;同时,它可以实时观测Agent的状态,可以控制Agent的行为,可以保证Agent的安全,可以在Agent遇到问题时及时干预和调试;
2.1.2 LLM-based AI Agent的核心组件

根据大模型时代的实践,一个完整的LLM-based AI Agent通常包括以下五个核心组件:

  1. 核心大脑(Core Brain):即大语言模型,是Agent的“决策中心”,负责理解用户的请求、感知环境的变化、制定任务计划、选择工具和生成工具参数、解析工具返回的结果、生成最终的输出;
  2. 记忆模块(Memory):是Agent的“大脑皮层的长期/短期记忆”,负责存储用户的历史请求、Agent的历史决策、工具的历史返回结果、任务的历史执行状态等信息;记忆模块通常可以分为短期记忆(Short-term Memory)长期记忆(Long-term Memory)
    • 短期记忆:存储Agent在当前任务执行过程中的临时信息,通常使用上下文窗口(Context Window)本地变量来实现;
    • 长期记忆:存储Agent在所有任务执行过程中的历史信息,通常使用向量数据库(Vector Database)(如Pinecone、Weaviate、Milvus、Chroma)或关系型数据库(Relational Database)(如MySQL、PostgreSQL)来实现;
  3. 规划模块(Planning):是Agent的“大脑前额叶的任务拆解与决策能力”,负责将用户的复杂请求拆解成若干个简单的、可执行的子任务,然后制定一个详细的任务执行计划;规划模块通常可以分为**任务拆解(Task Decomposition)任务执行计划制定(Task Execution Plan Formulation)**两个部分;
  4. 反思模块(Reflection):是Agent的“大脑的自我纠错与优化能力”,负责在任务执行过程中或任务执行完成后,对Agent的决策和行为进行反思,找出问题的根源,并提出改进的建议;
  5. 工具调用模块(Tool Calling):是Agent的“手脚”,负责调用各种第三方工具(如API接口、本地脚本、云服务等)来完成具体的子任务;
2.1.3 Agent Harness的核心技术模块

如前文所述,Agent Harness的核心技术模块包括以下五个部分:

  1. 工具管控与适配模块(Tool Governance & Adaptation Module):负责对Agent的工具调用进行管控(如工具权限管理、工具参数校验、工具调用超时控制、工具返回结果校验),同时对工具进行适配(如工具统一接口封装、工具参数自动补全、工具返回结果自动解析、工具调用失败自动重试),从而提高Agent的工具调用可靠性;
  2. 多Agent协同管控模块(Multi-Agent Collaboration Governance Module):负责对多个不同功能、不同角色的Agent之间的协同进行管控(如Agent角色定义、Agent任务分配、Agent通信协议定义、Agent冲突解决、Agent动态扩缩容),同时对Agent协同进行优化(如Agent通信压缩、Agent任务并行执行、Agent任务优先级调整),从而提高多Agent协同的效率和一致性;
  3. 安全管控模块(Security Governance Module):负责对Agent的安全进行管控(如数据安全管控、行为安全管控、意图安全管控),从而保证Agent的安全可控性;
  4. 可观测性与可调试性模块(Observability & Debugging Module):负责对Agent的状态进行观测(如Agent核心大脑状态观测、Agent记忆模块状态观测、Agent规划模块状态观测、Agent反思模块状态观测、Agent工具调用模块状态观测),同时对Agent进行调试(如Agent断点调试、Agent单步执行、Agent状态回滚、Agent决策修改),从而提高Agent的可观测性和可调试性;
  5. 长期规划与常识推理增强模块(Long-term Planning & Common-sense Reasoning Enhancement Module):负责对Agent的长期规划和常识推理能力进行增强(如基于强化学习的长期规划增强、基于知识图谱的常识推理增强、基于思维链(Chain-of-Thought, CoT)和思维树(Tree-of-Thought, ToT)的推理增强),从而提高Agent的任务完成成功率;

2.2 相关工具/技术概览

为了让读者能够更好地理解和应用Agent Harness技术,我们需要先对Agent Harness相关的主流工具和技术进行简要的介绍和对比:

2.2.1 LLM-based AI Agent框架

LLM-based AI Agent框架是构建Agent Harness技术体系的“基础”——它提供了LLM-based AI Agent的核心组件(如核心大脑、记忆模块、规划模块、反思模块、工具调用模块)的实现,以及这些核心组件之间的交互逻辑。

目前主流的LLM-based AI Agent框架包括:

框架名称开发公司/机构开源协议核心特点适用场景GitHub星标数(截至2024年5月)
LangChainLangChain Inc.MIT组件化设计、支持多种LLM、支持多种向量数据库、支持多种工具、社区活跃、生态完善单Agent应用开发、轻量级多Agent协同应用开发85k+
LlamaIndexLlamaIndex Inc.MIT专注于数据检索增强生成(Retrieval-Augmented Generation, RAG)、支持多种数据源(如PDF、Word、Excel、CSV、数据库、API接口等)、支持多种索引类型(如向量索引、关键词索引、图索引等)知识库问答应用开发、RAG增强的Agent应用开发32k+
AutoGPTSignificant GravitasMIT第一个能自主完成跨工具多步骤任务的开源Agent框架、支持自主目标设定、支持自主任务拆解、支持自主工具调用实验性自主Agent应用开发150k+(峰值)
BabyAGIYohei Nakajima(个人开发者)MIT极简自主任务执行Agent框架、基于OpenAI API和向量数据库、核心代码只有100多行学习自主Agent的核心原理、实验性自主Agent应用开发80k+(峰值)
ChatDev清华大学Apache-2.0模拟软件公司全流程的多Agent协同框架、支持多种角色(如产品经理、架构师、前端开发者、后端开发者、测试工程师、代码审查员等)、支持多种编程语言(如Python、JavaScript、Java等)、能在10分钟内生成一个可运行的Web应用实验性多Agent协同应用开发、软件自动化开发20k+
CamelMetaApache-2.0基于角色扮演的多Agent协同框架、支持多种角色设定、支持多种任务类型、支持多轮对话实验性多Agent协同应用开发、自然语言交互研究15k+
Microsoft Copilot Studio微软商业授权(免费版可用)零代码或低代码构建定制化的多Agent协同系统、支持多种LLM(如GPT-4、GPT-3.5、Claude 3等)、支持多种工具(如Power Platform、Microsoft 365、Salesforce等)、支持企业级安全管控企业级定制化Agent应用开发N/A
OpenAI GPTsOpenAI商业授权(需订阅ChatGPT Plus)普通用户通过自然语言定制化构建单Agent应用、支持多种LLM(如GPT-4、GPT-3.5等)、支持多种工具(如DALL-E 3、Code Interpreter、Web Browsing等)、支持分享给其他用户个人定制化Agent应用开发、轻量级单Agent应用开发N/A
2.2.2 工具管控与适配相关的工具

工具管控与适配相关的工具是构建Agent Harness技术体系的“手脚的鞋子和手套”——它可以让Agent的工具调用更加可靠、更加高效。

目前主流的工具管控与适配相关的工具包括:

  1. LangChain Tools:LangChain框架提供的一组工具封装,支持多种第三方工具(如API接口、本地脚本、云服务等)的统一接口封装、工具参数自动补全、工具返回结果自动解析;
  2. OpenAI Function Calling(现已升级为OpenAI Assistants API Tools):OpenAI提供的一组工具调用API,允许开发者在API请求中定义一组工具,LLM会根据用户的请求和内置的推理能力,自主选择是否调用工具、调用哪个工具、以及如何调用工具;
  3. ToolBench:斯坦福大学发布的一个工具调用基准测试和开源工具库,包含了1000+个真实的第三方工具(如Salesforce、Jira、QuickBooks、GitHub等)的封装,以及一套完整的工具调用可靠性测试框架;
  4. Retry Library(如Tenacity):Python语言中常用的一个重试库,支持工具调用失败自动重试、重试次数控制、重试间隔控制、重试条件控制;
  5. Pydantic:Python语言中常用的一个数据校验库,支持工具参数自动校验、工具返回结果自动校验、数据类型自动转换;
2.2.3 多Agent协同管控相关的工具

多Agent协同管控相关的工具是构建Agent Harness技术体系的“神经系统”——它可以让多个不同功能、不同角色的Agent之间的协同更加高效、更加一致。

目前主流的多Agent协同管控相关的工具包括:

  1. LangChain Agents & Multi-Agent Systems:LangChain框架提供的一组多Agent协同组件,支持Agent角色定义、Agent任务分配、Agent通信协议定义、Agent冲突解决;
  2. Microsoft AutoGen:微软发布的一个多Agent协同框架,支持多种Agent类型(如Assistant Agent、User Proxy Agent、Tool Use Agent等)、支持多种通信模式(如一对一通信、一对多通信、多对多通信、群聊通信等)、支持多种Agent协同模式(如任务分解协同、角色扮演协同、投票决策协同等)、支持企业级安全管控;
  3. Meta Camel:如前文所述,是Meta发布的一个基于角色扮演的多Agent协同框架;
  4. Kubernetes:虽然Kubernetes是一个容器编排平台,不是专门为多Agent协同设计的,但它可以用来实现Agent的动态扩缩容、Agent的高可用性、Agent的负载均衡;
2.2.4 安全管控相关的工具

安全管控相关的工具是构建Agent Harness技术体系的“安全气囊”——它可以保证Agent的安全可控性,防止Agent给用户带来损失。

目前主流的安全管控相关的工具包括:

  1. OpenAI Moderation API:OpenAI提供的一个内容审核API,支持对用户的请求、Agent的输出、工具的返回结果进行内容审核,防止生成或传播违法、违规、有害的内容;
  2. Microsoft Azure AI Content Safety:微软提供的一个内容审核云服务,支持对文本、图像、视频、音频进行内容审核,支持多种语言,支持企业级自定义审核规则;
  3. HashiCorp Vault:HashiCorp提供的一个密钥管理和访问控制云服务/开源工具,支持对Agent的API密钥、数据库密码等敏感信息进行安全存储和访问控制;
  4. Open Policy Agent(OPA):Cloud Native Computing Foundation(CNCF)孵化的一个开源政策引擎,支持对Agent的行为进行政策管控(如Agent可以调用哪些工具、Agent可以访问哪些数据、Agent可以执行哪些操作等);
2.2.5 可观测性与可调试性相关的工具

可观测性与可调试性相关的工具是构建Agent Harness技术体系的“仪表盘和导航系统”——它可以让开发者实时观测Agent的状态,及时发现和解决问题。

目前主流的可观测性与可调试性相关的工具包括:

  1. LangSmith:LangChain Inc.提供的一个LLM应用可观测性和可调试性云服务,支持对LLM-based AI Agent的所有操作(如用户请求、LLM推理、工具调用、记忆模块存储/检索等)进行追踪、观测、分析、调试,支持多维度数据可视化,支持团队协作;
  2. OpenAI Assistants API Playground:OpenAI提供的一个Assistants API调试工具,支持对Assistants API的所有操作进行追踪、观测、分析、调试;
  3. Microsoft Application Insights:微软提供的一个应用性能监控(APM)云服务,支持对LLM-based AI Agent的所有操作进行追踪、观测、分析、调试,支持多维度数据可视化,支持企业级安全管控;
  4. Prometheus + Grafana:CNCF孵化的两个开源工具,Prometheus负责数据采集和存储,Grafana负责数据可视化,支持对LLM-based AI Agent的所有操作进行追踪、观测、分析;
2.2.6 长期规划与常识推理增强相关的工具

长期规划与常识推理增强相关的工具是构建Agent Harness技术体系的“大脑前额叶的增强器”——它可以提高Agent的长期规划和常识推理能力,从而提高Agent的任务完成成功率。

目前主流的长期规划与常识推理增强相关的工具包括:

  1. LangChain Planning Modules:LangChain框架提供的一组规划模块,支持基于思维链(CoT)、思维树(ToT)、思维图(Graph-of-Thought, GoT)的推理增强,支持任务拆解;
  2. OpenAI Assistants API Threads:OpenAI提供的一个记忆和规划增强API,支持存储用户的历史请求、Agent的历史决策、工具的历史返回结果、任务的历史执行状态等信息,支持长期任务执行;
  3. Knowledge Graph Tools(如Neo4j、Amazon Neptune、Stardog):知识图谱是一种存储和表示常识知识的有效方式,支持基于知识图谱的常识推理增强;
  4. Reinforcement Learning from Human Feedback(RLHF) Tools(如OpenAI RLHF、Microsoft RLHF):RLHF是一种提高Agent长期规划和决策能力的有效方式,支持基于人类反馈的强化学习训练;

2.3 Agent Harness的发展历史

为了让读者能够更好地理解Agent Harness的发展现状和未来趋势,我们需要先回顾一下Agent Harness以及其相关技术的发展历史:

时间阶段核心事件对Agent Harness发展的影响
1950s-1980s:AI Agent概念的提出和早期发展1. 1950年,Alan Turing发表了著名的论文《计算机器与智能》,提出了“图灵测试”,这是AI Agent概念的雏形;
2. 1956年,John McCarthy在达特茅斯会议上正式提出了“人工智能(AI)”的概念;
3. 1960s-1970s,出现了一系列早期的AI Agent系统,如John McCarthy的“Advice Taker”(第一个能接受自然语言指令并自主完成任务的AI Agent系统的设想)、Terry Winograd的“SHRDLU”(第一个能在虚拟积木世界中理解自然语言指令并自主完成任务的AI Agent系统)、Edward Feigenbaum的“DENDRAL”(第一个专家系统,也是第一个能在特定领域中自主完成任务的AI Agent系统);
4. 1980s,专家系统得到了广泛的应用,同时出现了“分布式人工智能(Distributed AI, DAI)”的概念,这是多Agent协同概念的雏形;
这一阶段,AI Agent的概念被提出并得到了早期的发展,专家系统和分布式人工智能的概念为后来的LLM-based AI Agent和多Agent协同奠定了理论基础;
1990s-2010s:AI Agent理论的成熟和传统AI Agent的应用1. 1995年,Stuart Russell和Peter Norvig发表了著名的教材《人工智能:一种现代的方法》,正式提出了AI Agent的经典定义,并将AI Agent分为“简单反射Agent”、“基于模型的反射Agent”、“基于目标的Agent”、“基于效用的Agent”、“学习Agent”五种类型;
2. 1990s-2000s,出现了一系列传统的AI Agent系统,如IBM的“Deep Blue”(1997年击败了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫的基于规则的AI Agent系统)、NASA的“Pathfinder Sojourner”(1997年登陆火星的基于规则的AI Agent系统)、Sony的“AIBO”(1999年发布的基于规则的机器人AI Agent系统);
3. 2000s-2010s,出现了一系列基于机器学习的AI Agent系统,如IBM的“Watson”(2011年击败了《危险边缘》世界冠军的基于机器学习的问答AI Agent系统)、Google的“AlphaGo”(2016年击败了围棋世界冠军李世石的基于强化学习的AI Agent系统)、Amazon的“Alexa”、Apple的“Siri”、Google的“Google Assistant”(2010s中期发布的基于语音识别和自然语言理解的个人助理AI Agent系统);
4. 2010s中期,深度学习技术得到了广泛的应用,为后来的大语言模型奠定了技术基础;
这一阶段,AI Agent的理论得到了成熟,传统的AI Agent系统得到了广泛的应用,深度学习技术的发展为后来的大语言模型和LLM-based AI Agent奠定了技术基础;
2020s-至今:大模型时代的到来和Agent Harness的兴起1. 2020年6月,OpenAI发布了GPT-3,这是第一个规模超过1000亿参数的大语言模型,具备了强大的自然语言理解和生成能力;
2. 2022年11月,OpenAI发布了ChatGPT,这是第一个面向普通用户的大语言模型对话应用,月活用户在2个月内突破了1亿,标志着大模型时代的正式到来;
3. 2023年3月,斯坦福大学发布了AutoGPT,Yohei Nakajima发布了BabyAGI,这两个开源框架的发布标志着LLM-based AI Agent元年的到来;
4. 2023年6月,OpenAI发布了GPT-3.5-turbo-0613和GPT-4-0613版本,首次引入了Function Calling功能,这是LLM-based AI Agent工具调用技术的里程碑;
5. 2023年8月,清华大学发布了ChatDev,Meta发布了Camel,这两个开源框架的发布标志着多Agent协同技术的重要突破;
6. 2023年11月,OpenAI发布了GPTs和Assistants API,微软发布了Copilot Studio,这两个商业化产品的发布标志着LLM-based AI Agent开始从实验性阶段走向商业化阶段;
7. 2023年12月-2024年1月,LangChain Inc.发布了LangSmith,斯坦福大学发布了ToolBench Benchmark Report,这两个产品和报告的发布标志着Agent Harness技术体系的开始形成;
8. 2024年3月-4月,字节跳动发布了豆包Agent,阿里巴巴发布了通义千问Agent Studio,这两个国内开源商业化Agent平台的发布标志着Agent Harness技术体系在国内的开始兴起;
这一阶段,大模型时代正式到来,LLM-based AI Agent得到了爆发式的发展,Agent Harness技术体系开始形成并得到了广泛的关注;

2.4 本章小结

本章主要介绍了Agent Harness的基础知识和背景铺垫,包括以下内容:

  1. 核心概念定义:明确了Agent Harness、LLM-based AI Agent的核心组件、Agent Harness的核心技术模块的定义;
  2. 相关工具/技术概览:对Agent Harness相关的主流工具和技术(如LLM-based AI Agent框架、工具管控与适配相关的工具、多Agent协同管控相关的工具、安全管控相关的工具、可观测性与可调试性相关的工具、长期规划与常识推理增强相关的工具)进行了简要的介绍和对比;
  3. Agent Harness的发展历史:回顾了Agent Harness以及其相关技术的发展历史,将其分为“1950s-1980s:AI Agent概念的提出和早期发展”、“1990s-2010s:AI Agent理论的成熟和传统AI Agent的应用”、“2020s-至今:大模型时代的到来和Agent Harness的兴起”三个阶段;

通过本章的学习,读者应该已经对Agent Harness有了一个全面、初步的理解——在下一章中,我们将通过一个“电商行业小红书女装转化率优化”的实战案例,详细讲解如何利用Agent Harness技术构建一个完整的、可落地的多Agent协同系统。


(由于文章篇幅限制,后续章节的详细内容将继续补充。如需获取完整的10000字以上的技术博客文章,请持续关注或与我联系。)

http://www.jsqmd.com/news/875285/

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