Основные компоненты AI-агента

Если сравнить AI-агента сумным рестораном, как он превращает ваши потребности в подаваемые вам блюда? Это зависит от его четырёх основных компонентов:Мозг, Инструменты, Память и Планирование。

  • Мозг:Он отвечает за понимание заказов, определение целей и выбор последовательности; это командный центр ресторана.
  • Инструменты:Он отвечает за практическое выполнение, включая нарезку и подготовку, приготовление, закупки и другие действия, превращая решения в исполняемые операции.
  • Память:Она отвечает за запись предпочтений клиентов, текущих шагов и обработанного содержимого, гарантируя, что процесс не будет хаотичным или повторяющимся.
  • Планирование:Оно отвечает за разбиение всего блюда на шаги, определение порядка и обеспечение продвижения задач по процессу до завершения.


Общая архитектура

На следующем рисунке показаны пять слоёв компонентов AI-агента и их взаимодействие. Слой восприятия получает внешний ввод, мозг отвечает за понимание и принятие решений, слой планирования декомпозирует задачи, слой инструментов отвечает за выполнение, а слой памяти проходит через всё, обеспечивая поддержку состояния на всех этапах.


0. Слой восприятия (Perception) — Ресепшн ресторана

Роль: отвечает за приём клиентов и понимание всех входных данных из внешнего мира.

Прежде чем действовать, агент должен сначала «увидеть» и «услышать» внешнюю информацию. Современные агенты больше не ограничиваются чистым текстовым вводом; у них есть способность кмультимодальному восприятию:

  • Текстовый ввод: инструкции пользователя на естественном языке, содержимое документов и код.
  • Изображения / Видео: скриншоты, макеты дизайна и диаграммы; агент может напрямую «смотреть на картинки», чтобы понимать.
  • Структурированные данные: таблицы, JSON, результаты запросов к базе данных.
  • Состояние среды: В агентах для работы с компьютером — текущее состояние экрана, структура DOM веб-страницы и т. д.
  • Результаты возврата инструмента: вывод предыдущего вызова инструмента служит новым входом восприятия для следующего цикла.

Входные данные слоя восприятия объединяются, формируя «текущий контекст» агента, который отправляется в мозг для понимания и принятия решений.


1. Мозг — то есть Большая модель

Роль:Шеф-повар и управляющий ресторана。

Это самая главная часть агента (например, GPT-4, Claude, DeepSeek, Qwen).

  • Он отвечает запониманиетого, что вы хотите съесть (понимание намерения).
  • Он отвечает зауправлениеработой других (принятие решений).
  • Без него весь ресторан был бы парализован.

Три главные вещи, которые делает мозг

СпособностьОписаниеАналогия с рестораном
Понимание намеренияРазбирать ввод пользователя и уточнять, какова цельПонимать, что заказал клиент
Рассуждение и принятие решенийСинтезировать контекст и память, чтобы определить, что делать дальшеШеф-повар решает, какое блюдо готовить первым
Решение о вызове инструментаОпределять, вызывать ли внешний инструмент, какой инструмент выбрать и какие параметры передатьРешать, какую кастрюлю использовать и кто должен купить ингредиенты
Ключевая концепция:«Интеллектуальный потолок» мозга определяет верхний предел всего агента. При одном и том же наборе инструментов и фреймворке планирования подключение более способной базовой модели часто приводит к качественному скачку в качестве выполнения задач.

2. Инструменты — оборудование на кухне

Роль:Посуда и помощники。

Одного шеф-повара (мозга) недостаточно; также нужны кастрюли и сковороды, чтобы готовить. Для AI-агентов инструменты — это исполнительные единицы, которые превращают решения в реальные действия.

Инструменты можно разделить на четыре категории по назначению:

КатегорияРаспространённые инструментыФункция
Поиск информации Веб-поиск, веб-скрапинг, чтение документов, запросы к базам данных Получать актуальную или специализированную информацию за пределами собственных знаний агента
Вычисления и выполнение Интерпретатор кода, вычислительный движок для математики, песочница Обрабатывать задачи, требующие точных вычислений или программной логики
Генерация контента Генерация изображений, синтез речи, экспорт документов Создавать нетекстовый контент
Взаимодействие с системами API-интерфейсы, электронная почта, календарь, операции с файлами, отправка сообщений Взаимодействовать с внешними системами, сервисами и реальным миром

Примеры распространённых инструментов:

  • Онлайн-поиск Поиск информации(Как поход на рынок за свежими продуктами)
  • Интерпретатор кода. Вычисления и выполнение(как точная печь, выполняющая сложные вычисления)
  • Инструмент для рисования Сгенерированный контент(Как художник по оформлению блюд, отвечающий за эстетику)
  • API-интерфейс Взаимодействие с системами(Как курьер доставки, связывающий с внешним миром)
Function Calling:Современные большие модели используют инструменты через механизм «Function call». Разработчик заранее определяет названия инструментов и описания параметров; модель при выводе выдаёт в структурированном формате JSON: «какой инструмент я хочу вызвать и какие параметры передать», а внешняя программа отвечает за фактическое выполнение и возвращает результат модели.

3. Память — книга записей клиентов

Роль:Память официанта。

Вам наверняка не нравится каждый раз повторять в ресторане: я не ем кинзу!

Память агента делится на следующие типы:

  • Краткосрочная память (In-Context Memory): контекстное окно текущего разговора. Она помнит, что вы только что сказали (например, если вы только что заказали рыбу, а следующая фраза — «слабо острая», она понимает, что это относится к рыбе). Ограничена длиной контекста модели, обычно от 8K до 200K токенов.
  • Долговременная память (внешняя память): запоминать ваши долговременные предпочтения (например, вы вегетарианец или ваш домашний адрес). Обычно черезвекторную базу данных(например, Pinecone, Milvus, Chroma) для постоянного хранения.
  • Эпизодическая память: запись процесса выполнения исторических задач, включая «как я справлялся с этой ситуацией в прошлый раз», помогающая Агенту учиться на прошлом опыте.
  • Семантическая память: абстрактные знания и факты, обычно из контента, уже усвоенного на этапе предварительного обучения, а также может динамически дополняться через RAG (генерация с дополнением на основе поиска).

RAG: предоставление агентам «внешней базы знаний»

Генерация с дополнением на основе поиска (RAG)— в настоящее время самое распространённое решение для реализации долговременной памяти. Её основной процесс выглядит следующим образом:

User question Query Vectorized retrieval. Embedding + Search Retrieve relevant content Top-K Chunks Inject context for generation LLM + Context Answer Answer

4. Планирование — схема приготовления

Роль:Стандартная операционная процедура (SOP) подачи блюд на кухне。

Когда вы заказываете «Будда прыгает через стену», шеф-повар не импровизирует; вместо этого он составляет в уме контрольный список:

  1. Сначала подготовить ингредиенты (морское ушко, трепанг...)
  2. Затем томить бульон
  3. Наконец, готовить на медленном огне

То же самое касается Агента. Когда вы даёте ему сложную задачу (например, «написать отчёт о конкурентном анализе»), он разбивает её самостоятельно:

  • Шаг 1: Собрать информацию о конкурентах A, B и C.
  • Шаг 2: Сравнить их цены и характеристики.
  • Шаг 3: Записать результаты сравнения в статью.
  • Шаг 4: Проверить на опечатки.

Основные стратегии планирования

Стратегии планирования определяют, как Агент «думает», а затем «действует»; разные стратегии различаются глубиной рассуждений и применимыми сценариями:

СтратегияПолное названиеОсновная идеяПрименимые сценарии
CoT Chain-of-Thought Выпишите процесс рассуждения шаг за шагом перед тем, как дать ответ Математические рассуждения, логический анализ
ReAct Рассуждение + действие Чередование "рассуждения" и "действия", повторное рассуждение на основе результата после каждого действия Динамические задачи, требующие вызова инструментов
ToT Дерево мыслей Исследовать несколько ветвей рассуждения одновременно и выбирать из них оптимальный путь Сложное принятие решений, творческие задачи
Рефлексия Саморефлексия После завершения задачи Агент критически пересматривает и исправляет свой собственный вывод Генерация кода, написание длинных текстов
Пример ReAct:Агент получает задачу "Проверить завтрашнюю погоду в Пекине и отправить напоминание" →Мысль: Сначала нужно проверить погоду →Действие: Вызвать API погоды →Наблюдение: Возвращает "Завтра будет дождь" →Мысль: Условие выполняется, нужно написать напоминание →Действие: Вызвать инструмент отправки сообщения → Задача выполнена.

5. Цикл выполнения Агента (Agent Loop)

Вышеперечисленные компоненты не существуют изолированно; они образуют непрерывно повторяющийсяВосприятие—Мышление—Действие—Наблюдениезамкнутый цикл, который и есть "Agent Loop". Агент непрерывно повторяет этот цикл, пока задача не будет выполнена или не будет достигнуто условие завершения.

Perception Receive input / environment state Thinking LLM reasoning / planning decomposition Action Call tool / Execute operation Observe Get result / Update memory Task complete / Termination condition reached Continue loop (task incomplete)

Этот цикл даёт Агенту способностьсамоисправляться при сбоеСпособность: если вызов инструмента на каком-либо шаге возвращает ошибку или неожиданный результат, этап "Наблюдение" передаёт эту информацию обратно в мозг, и мозг корректирует свою стратегию в следующем раунде "мышления".


Итог

Когда вы говорите Агенту:Пожалуйста, проверь завтрашнюю погоду в Пекине; если будет дождь, напиши напоминание и отправь его Сяо Вану.

Вот как Агент работает внутри:

  1. Слой восприятия: Получает инструкцию на естественном языке и определяет ключевые сущности "Пекин", "завтра", "Сяо Ван".
  2. Мозг: Слышит инструкцию и анализирует две условные задачи: проверить погоду, и если пойдёт дождь, то отправить напоминание.
  3. Планирование: Сначала проверить погоду → определить, будет ли дождь → (если да) написать напоминание → отправить.
  4. Инструмент: Вызывает «инструмент запроса погоды» и получает результат — завтра будет дождь.
  5. Память: Обращается к контактам (банк памяти), чтобы найти контактную информацию Сяо Вана.
  6. Инструмент: Вызывает «инструмент отправки сообщений», чтобы отправить напоминание.
  7. Наблюдение: Подтверждает, что сообщение успешно отправлено, задача выполнена, и цикл завершается.

Схема процесса выполнения:

Краткий обзор пяти основных компонентов

КомпонентАналогия с рестораномОсновные обязанностиКлючевые технологии
Слой восприятия Стойка регистрации Принимает мультимодальный ввод, строит контекст Мультимодальные модели, OCR, ASR
Мозг Шеф-повар и менеджер Понимает намерение, рассуждает и принимает решения, отдаёт команды LLM、Function Calling
Планирование Регламент доставки еды Декомпозиция задач, упорядочивание шагов, саморефлексия ReAct、CoT、ToT、Reflection
Инструмент Кухонная утварь и помощники Выполняет конкретные операции, подключается к внешнему миру Поиск / Код / API / Файловая система
Память Книга записей клиентов Управляет контекстом, хранит долговременные знания Векторная база данных, RAG, контекстное окно
Другие расширения