Chapter 2: Core Concept of Agent
2.1 什么是 AI Agent
Agent(智能体)是一个能够感知环境,并根据所感知到的信息采取行动,从而影响环境、实现某种目标的实体。
这个定义来自 AI 领域非常经典的“智能体”观点。2023 年一篇大型 LLM-Agent 综述仍然把 AI Agent 概括为能够感知环境(sense)、做出决策(make decisions)、采取行动(take actions)的人工实体[arXiv]。
可以它压缩成三个关键词:Agent = 环境感知器 + 决策器 + 行动执行器。
在机器人领域中,感知器一般是摄像头,探测仪等;决策器是内置的处理程序;执行器则是机器臂等。而在 AI Agent 中,“感知器”通常是各种输入接口和工具返回的信息;“决策器”通常由 LLM 及其规划、状态和策略机制构成;“执行器”则通常是 Agent 可以调用的工具、API 或函数。。不管是机器人的实体 Agent还是现在AI的虚拟Agent,实现方式可以不同,但“感知 → 决策 → 行动”这个基本结构不变。
| 组成部分 | 机器人中的例子 | AI Agent 中的例子 | 作用 |
|---|---|---|---|
| 感知器 | 摄像头、雷达、传感器 | 用户输入、网页、文件、数据库、API 返回结果 | 获取环境信息 |
| 决策器 | 控制程序、规划算法 | 大语言模型(LLM)及相关规划逻辑 | 分析信息并决定下一步行动 |
| 执行器 | 机械臂、电机、轮子 | Tools、Function Calling、API 调用、代码执行 | 执行行动并影响环境 |
flowchart TB
subgraph A["物理世界中的 Agent"]
direction LR
P["🌍 物理世界<br/>现实环境"]
R["🤖 Agent<br/>决策器"]
P -->|"摄像头 / 雷达 / 传感器<br/>感知环境"| R
R -->|"机械臂 / 电机 / 轮子<br/>执行行动"| P
end
subgraph B["虚拟世界中的 AI Agent"]
direction LR
V["💻 虚拟世界<br/>网页 / 文件 / 数据库 / API"]
AI["🧠 AI Agent<br/>LLM 决策器"]
V -->|"读取信息 / Tool Result<br/>感知环境"| AI
AI -->|"Tool Calling / API / 代码执行<br/>执行行动"| V
end
A ~~~ B
2.2 Chatbot、Workflow 与 Agent 的区别
Workflow 与Agent
一句话:Workflow 是“按照预先规定好的步骤执行”,Agent 是“给定目标后,自主决定下一步做什么”。
| 对比 | Workflow | Agent |
|---|---|---|
| 核心特点 | 流程预先定义 | 根据目标动态决策 |
| 执行路径 | 基本固定 | 可以动态变化 |
| 下一步由谁决定 | 开发者预先写好 | Agent 根据当前状态决定 |
| 适合场景 | 稳定、重复、规则明确的任务 | 开放、复杂、路径不确定的任务 |
| 例子 | 收到订单 → 校验 → 扣款 → 发货 | “帮我找到最合适的供应商并比较方案” |
Chatbot与Agent
一句话:Chatbot 主要是在“说”,Agent 主要是在“做”。
| 对比 | Chatbot | Agent |
|---|---|---|
| 主要目的 | 与用户对话、回答问题 | 完成一个目标或任务 |
| 主要输出 | 文本回答 | 行动 + 结果 |
| 是否必须操作外部环境 | 不需要 | 通常会 |
| 是否持续决策 | 通常一问一答 | 经常进行多轮决策 |
| 是否使用工具 | 可以使用,但不是必要条件 | Tools 通常是核心能力 |
| 例子 | “解释一下什么是机器学习” | “分析这份数据并生成报告” |
2.3 Agent 的基本循环(Agent 的智能机制)
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2
3
4
目标
→ Planning 理解任务,制定计划
→ Action 选择行动,调用工具
→ Evaluator 获取结果,评估结果,继续决策或结束任务
1. Planning
Planning 负责决定一个复杂目标应该如何完成。
简单任务可能只需要一次推理。
复杂任务通常需要多个步骤。
Task Decomposition:Planning 的第一个重要能力是:任务拆解。即把一个复杂目标拆成多个可以执行的子任务。
Replanning:现实任务通常不会完全按照最初计划执行。因此 Agent 不只是 Planning,还需要:Replanning(重新规划)
静态计划与动态计划:
静态计划:先制定完整计划,按照计划逐步执行
动态计划:执行一步,观察结果,决定下一步,继续执行
现代 Agent 通常更强调动态规划。
2. Action
3. Evaluator
Evaluator 用来判断 Agent 做得是否正确,以及任务是否应该继续。
它可以检查:是否完成目标、答案是否正确、工具调用是否正确、是否遗漏关键步骤、执行路径是否合理、是否需要重新执行、是否应该停止。因此 Evaluator 可以理解为 Agent 的:质量检查机制。
Evaluator 不一定是一个独立模块。它可以由不同机制实现。
例如:
规则检查:有固定的检查程序
LLM Judge:让另一个模型检查结果:
Self-Evaluation:由 Agent 自己检查:
Human Evaluation:人工确认
2.4 Agent 的核心组件
一个现代 AI Agent 并不只是一个大语言模型,而是由多个模块共同组成的智能系统。从工程角度,可以将一个较完整的 Agent 抽象为:
**Agent = Model + Tools + Memory + Environment **这些组件分别负责思考、约束、行动、记忆、规划、交互和评估。
1. Model
Model 是 Agent 的核心推理与决策引擎。在现代 LLM Agent 中,Model 通常指大语言模型,例如 GPT、Claude、Gemini、Llama 等。
模型主要负责:理解用户输入、理解当前任务目标、分析环境信息、进行推理和判断、决定下一步行动、选择是否调用工具、生成最终结果。因此可以将 Model 理解为 Agent 的大脑。
2. Tools
Tools 是 Agent 与外部世界交互的重要手段。
大语言模型本身通常只能处理输入并生成输出。如果 Agent 想获取最新信息、执行计算或修改外部系统,就需要使用 Tools。
常见 Tools 包括:
- Function Tools:由开发者直接定义的函数或 API 接口,例如搜索、查询数据库、计算、发送邮件、执行代码等;模型根据工具的名称、描述和参数决定何时调用。
- Skill:面向某类任务封装的一组能力、规则和操作流程,通常会组合多个 Tools,并规定如何使用这些工具完成一个较完整的任务。
- MCP(Model Context Protocol):一种标准化协议,用来让 Agent 连接外部数据源、工具和服务,使不同模型或 Agent 可以用统一方式发现和调用外部能力。
因此可以理解为:Model 负责决定“做什么”,Tools 负责真正“去做”。
3. Memory
Memory 负责保存 Agent 在执行任务过程中需要持续使用的信息。
如果没有 Memory,Agent 每次执行都可能像“第一次见到用户”。
Memory 可以让 Agent 记住:用户偏好、历史对话、当前任务状态、已经完成的步骤、已经获得的信息、历史经验
短期记忆:Short-Term Memory 通常保存当前任务所需要的信息。生命周期通常只持续当前任务或当前会话。
长期记忆:Long-Term Memory 用来保存跨任务的信息。这些信息以后仍然可能被使用。
Memory 的基本流程:Memory 通常涉及三个操作:Write写入记忆,Read读取记忆,Update更新记忆。因此 Memory 并不是简单地“保存聊天记录”,而是一套信息管理机制。
4. Environment
Environment 是 Agent 所处并与之交互的外部世界。
Environment 可以是现实世界,也可以是数字世界。
对于 AI Agent:
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Environment=浏览器、文件系统、数据库、操作系统、企业软件、互联网、API
Environment State
环境并不是静态的。Agent 需要观察环境这些变化,并据此调整决策。
因此 Agent 的基本循环可以表示为:
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Observe Environment
↓
Make Decision
↓
Take Action
↓
Environment Changes
↓
Observe Again
Agent 核心组件之间的关系
可以把整个 Agent 系统理解为:
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