谷歌发布最新白皮书《智能体简介》(PDF文件)

AI教程 2025-11-11

本文《Introduction to Agents》深入探讨了智能体的多维度发展,从基础架构设计到复杂系统的分类,到实际部署与运维的安全性考量。文章揭示了智能体如何通过语言模型、工具和编排层的协同作用实现自主决策和任务执行,通过实际案例展示了在科学研究和商业应用中的巨大潜力。这是为开发者、架构师和产品领导者量身定制的指南,能帮助他们从概念验证迈向生产级的智能体系统,开启AI在复杂任务自动化和智能协作领域的全新篇章。

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从预测性AI到自主智能体的范式转变

文章首先指出,AI正在从被动的内容生成工具(如回答问题、翻译文本或生成图像)向能自主解决问题和执行任务的智能体系统转变。智能体不仅是静态的AI模型,是能结合推理能力和实际操作能力的完整应用,能在无人干预的情况下完成复杂任务。

智能体的定义与核心架构

智能体被定义为结合语言模型(LM)、工具、编排层和运行时服务的系统,通过循环调用语言模型实现目标。核心架构包括:

  • 模型(“大脑”):作为推理核心的语言模型,负责处理信息、评估选项和做出决策。
  • 工具(“手”):连接智能体与外部世界,支持智能体执行超出文本生成的操作,如调用API、查询数据库等。
  • 编排层(“神经系统”):管理智能体的操作循环,包括规划、记忆管理和推理策略执行。
  • 部署(“身体和腿”):将智能体部署到生产环境中,确保其可靠性和可访问性。

智能体系统的分类

文章提出了清晰的分类法,帮助架构师根据任务复杂度选择构建何种智能体:
  • Level 0:核心推理系统:仅包含孤立的语言模型,无工具、无实时感知。只能基于训练数据回答问题。
  • Level 1:连接的问题解决者:具备使用工具的能力(如搜索API、RAG),neng 获取实时信息、执行简单任务。
  • Level 2:战略性问题解决者:能为复杂、多部分的目标进行战略规划,精通上下文工程,即为每一步规划筛选和提供最相关的信息。
  • Level 3:协作多智能体系统:由多个 specialized 智能体组成,像一个团队一样协作。一个“经理”智能体可以将复杂任务分解、委托给其他智能体。
  • Level 4:自我进化系统:智能体能识别自身能力缺口,动态创建新的工具或智能体填补它,实现自主学习和进化。

智能体的核心设计原则

文章讨论了智能体设计中的关键决策,包括:
  • 自主性程度:从确定性工作流到完全由语言模型驱动的动态适应。
  • 实现方法:无代码构建器适合快速开发简单智能体,代码优先框架(如Google的ADK)适合复杂系统。
  • 领域知识与人格化:通过系统提示为智能体注入领域知识和明确的人格特征。
  • 上下文增强:通过短期和长期记忆管理,为语言模型提供高质量的上下文信息。

多智能体系统与设计模式

随着任务复杂度的增加,单一的“超级智能体”变得低效,“专家团队”模式更有效。文章介绍了几种常见的设计模式:
  • 协调者模式:将复杂任务分解为子任务,分配给专业智能体。
  • 顺序模式:类似于流水线,一个智能体的输出成为下一个智能体的输入。
  • 迭代优化模式:通过生成器和评估器的反馈循环优化输出。
  • 人机协作模式(HITL):在关键步骤中引入人工审核以确保安全性和质量。

智能体的部署与运维(Agent Ops)

智能体的部署需要考虑会话历史、内存持久化、安全性、隐私保护和合规性。文章提出了“Agent Ops”概念,这是一种针对生成式智能体的运维方法,类似于DevOps和MLOps的演变,强调通过度量驱动开发和调试工具(如OpenTelemetry)管理智能体的不可预测性。

智能体的安全性

智能体的安全性面临自主性和安全性的权衡。文章提出多层防御策略:
  • 硬性规则:通过硬编码规则限制智能体的行为。
  • 推理防御:利用AI模型增强安全性,例如通过对抗性训练和“守卫模型”。
  • 智能体身份:为每个智能体分配独特的身份,类似于员工的ID卡。
  • 访问策略:通过最小权限原则限制智能体对工具和服务的访问。

智能体的进化与学习

智能体需要适应动态环境中的变化,如政策更新、技术变革和数据格式变化。文章讨论了智能体通过运行时经验、外部信号和人类反馈进行学习和自我优化的方法,包括上下文工程优化和工具优化。

先进智能体系统的案例

文章介绍了两个先进智能体系统的案例:
  • Google Co-Scientist:作为虚拟研究合作者的多智能体系统,能生成、评估和优化科学假设,加速科研发现。
  • AlphaEvolve Agent:通过进化过程(生成-评估-迭代)发现和优化数学及计算机科学算法的智能体,已成功用于改进数据中心效率和发现新算法。

生成式智能体标志着AI从被动工具向主动问题解决伙伴的转变。通过将智能体分解为模型、工具和编排层,结合设计模式和运维实践,可以构建出可靠、生产级的智能体系统。这种技术的成功依赖初始提示,更依赖于整个系统的工程严谨性,包括工具合同、错误处理、上下文管理和全面测试。

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