LangGraph Agent 架構(gòu)設(shè)計(jì)
Agent 架構(gòu)是定義AI智能體組件與交互方式的藍(lán)圖,讓Agent得以感知環(huán)境、進(jìn)行推理并采取行動(dòng)。本質(zhì)上,它就像智能體的數(shù)字大腦——整合了"眼睛"(傳感器)、"大腦"(決策邏輯)以及"雙手"(執(zhí)行器)來(lái)處理信息并采取行動(dòng)。
1.Agent 架構(gòu)的分類(lèi)
選擇合適的架構(gòu)對(duì)構(gòu)建高效AI智能體至關(guān)重要。架構(gòu)決定了智能體的響應(yīng)速度、處理復(fù)雜任務(wù)能力、學(xué)習(xí)適應(yīng)性及資源需求。
主流 Agent 架構(gòu)可分為以下類(lèi)別:
- 反應(yīng)式架構(gòu)
- 審慎式架構(gòu)
- 混合式架構(gòu)
- 神經(jīng)符號(hào)式架構(gòu)
- 認(rèn)知式架構(gòu)
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2.LangGraph Agent 設(shè)計(jì)模式
Agent 架構(gòu)與設(shè)計(jì)模式緊密相關(guān),但屬于AI智能體開(kāi)發(fā)的不同抽象層級(jí)。
Agent 架構(gòu):定義智能智能體構(gòu)建與運(yùn)作的結(jié)構(gòu)框架,涉及核心組件及其組織方式(類(lèi)似"骨架"),明確智能體如何感知環(huán)境、處理信息、決策行動(dòng)。
關(guān)注系統(tǒng)構(gòu)建的"方法"——底層機(jī)制及數(shù)據(jù)/控制流
Agent 設(shè)計(jì)模式:解決特定問(wèn)題的高層可復(fù)用策略/模板,不聚焦內(nèi)部細(xì)節(jié)而指導(dǎo)跨場(chǎng)景行為交互(類(lèi)似"配方")
關(guān)注"what"與"why"——你希望該智能體展現(xiàn)出什么樣的行為或能力,以及為什么該智能體在特定場(chǎng)景下是有效的
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LangGraph 將Agent架構(gòu)分為三大類(lèi):
- 多智能體系統(tǒng)
- 規(guī)劃智能體
- 反思與批判
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3.多智能體系統(tǒng)
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- 多智能體網(wǎng)絡(luò)通過(guò)路由機(jī)制將任務(wù)分配給專(zhuān)業(yè)智能體,采用分治法處理復(fù)雜任務(wù)。
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- 多智能體監(jiān)督:LLM協(xié)調(diào)調(diào)度各智能體跟網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)類(lèi)似,但采用監(jiān)督智能體(而非路由器)來(lái)協(xié)調(diào)各智能體
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- 層次化智能體團(tuán)隊(duì)
當(dāng)單個(gè)智能體無(wú)法完成任務(wù)時(shí),監(jiān)督智能體協(xié)調(diào)多個(gè)由多智能體組成的團(tuán)隊(duì)
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4.規(guī)劃智能體
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- 計(jì)劃執(zhí)行式
規(guī)劃智能體生成子任務(wù)序列,專(zhuān)業(yè)智能體執(zhí)行子任務(wù),結(jié)果返回規(guī)劃智能體進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,最終反饋給用戶
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- 無(wú)觀察推理
這一方案跟規(guī)劃-執(zhí)行架構(gòu)類(lèi)似,通過(guò)將觀察存為變量來(lái)減少重復(fù)規(guī)劃
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- LLM編譯器
通過(guò)有向無(wú)環(huán)圖(DAG)的流式執(zhí)行加速任務(wù)處理,并減少LLM調(diào)用以節(jié)省成本
包含有三大核心組件:
a)規(guī)劃器:流式生成任務(wù)DAG
b)任務(wù)獲取單元:即時(shí)調(diào)度執(zhí)行可運(yùn)行任務(wù)
c)聚合器(Joiner):響應(yīng)用戶或觸發(fā)二次規(guī)劃
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5.反思與批判
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- 基本型反思架構(gòu)(Basic Reflection)
基本型反思智能體會(huì)提示大語(yǔ)言模型(LLM)回顧歷史行為,從而持續(xù)學(xué)習(xí)改進(jìn)。典型結(jié)構(gòu)含生成器與批判器雙智能體,比方說(shuō)作者智能體生成文本后,由評(píng)審智能體提出反饋意見(jiàn),循環(huán)迭代直至達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)
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- 反思式架構(gòu)(Reflexion) 智能體會(huì)顯式批判自身對(duì)任務(wù)的響應(yīng)來(lái)提升最終輸出質(zhì)量(需犧牲執(zhí)行時(shí)間),并整合工具調(diào)用能力
核心組件:
a)行動(dòng)器(含自反思能力的智能體)
b)外部評(píng)估器(任務(wù)專(zhuān)用,如代碼編譯步驟)
c)存儲(chǔ)反思結(jié)果的情景記憶
- 思維樹(shù)
通過(guò)反思評(píng)估結(jié)合搜索機(jī)制(默認(rèn)廣度優(yōu)先,也可用深度優(yōu)先等)優(yōu)化LLM智能體決策
三階段流程:
- 擴(kuò)展:生成多個(gè)候選解決方案
- 評(píng)分:量化方案質(zhì)量
- 剪枝:保留最優(yōu)K個(gè)方案
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- 語(yǔ)言智能體樹(shù)搜索
結(jié)合反思與獎(jiǎng)勵(lì)的蒙特卡洛樹(shù)搜索,四階段流程:
- 選擇:基于獎(jiǎng)勵(lì)值選擇最優(yōu)行動(dòng)(若達(dá)終止條件則響應(yīng),否則繼續(xù)搜索)
- 擴(kuò)展與模擬:并行執(zhí)行5個(gè)潛在最優(yōu)行動(dòng)
- 反思評(píng)估:觀測(cè)結(jié)果并評(píng)分(可結(jié)合外部反饋)
- 回溯更新:根據(jù)結(jié)果更新根路徑評(píng)分
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- 自我發(fā)現(xiàn)智能體
該架構(gòu)幫助LLM自主探索復(fù)雜問(wèn)題的最優(yōu)解決路徑。
a)首先,通過(guò)選擇與重組基礎(chǔ)推理步驟,為每個(gè)問(wèn)題生成定制化方案
b)接著,按方案逐步解決問(wèn)題
如此一來(lái),LLM即整合了多推理工具實(shí)現(xiàn)自適應(yīng),效率遠(yuǎn)超單一方法
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核心優(yōu)勢(shì):
- 推理模塊:按特定順序組合基礎(chǔ)推理步驟
- 無(wú)需人工:自主生成策略,無(wú)需任務(wù)標(biāo)注
- 任務(wù)自適應(yīng):類(lèi)人式規(guī)劃最優(yōu)解
- 可遷移性:策略可跨語(yǔ)言模型復(fù)用
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6.結(jié)語(yǔ)
本文系統(tǒng)探討了智能體架構(gòu)的演進(jìn)——從傳統(tǒng)反應(yīng)式、審慎式模型到混合式、神經(jīng)符號(hào)式及認(rèn)知式架構(gòu),并通過(guò)LangGraph實(shí)現(xiàn)展示了規(guī)劃、協(xié)作、反思等設(shè)計(jì)模式。掌握這些架構(gòu)原理對(duì)構(gòu)建可擴(kuò)展、模塊化的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)型AI至關(guān)重要。
未來(lái)AI發(fā)展將依賴協(xié)調(diào)性、反思性、目標(biāo)明確的智能體群體協(xié)同解決復(fù)雜任務(wù),而非孤立的智能。