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Agent设计模式——**常见问题解答:Agentic 设计模式**

什么是"Agentic 设计模式"? Agentic 设计模式是可复用的高层解决方案,用于应对构建智能自主系统(Agent)时的常见挑战。这些模式为设计 Agent 行为提供结构化框架,其作用类似于传统编程中的软件设计模式。它们助力开发者构建更稳健、可预测且高效的 AI Agent。

本指南的核心目标是什么? 本指南致力于提供设计与构建 Agentic 系统的实践性指导。超越纯理论探讨,提供开发者可直接运用的具体架构蓝图,以可靠方式创建具备复杂目标导向行为能力的 Agent。

本指南面向哪些读者群体? 本指南主要面向运用大语言模型(LLM)及其他 AI 组件构建应用的 AI 开发者、软件工程师与系统架构师。特别适合希望从简单提示-响应交互进阶至构建复杂自主 Agent 的技术人员。

4. 本指南涵盖哪些关键 Agentic 模式? 依据目录结构,本指南深入探讨以下核心模式:

  • 反思(Reflection):Agent 通过批判自身行为与输出来提升性能的能力。
  • 规划(Planning):将复杂目标分解为可管理步骤或任务序列的过程。
  • 工具使用(Tool Use):Agent 借助外部工具(如代码解释器、搜索引擎或其他 API)获取信息或执行自身无法完成操作的模式。
  • 多 Agent 协作(Multi-Agent Collaboration):多个专业化 Agent 协同解决问题的架构,通常包含"领导者"或"协调者"Agent。
  • 人在回路(Human-in-the-Loop):整合人类监督与干预机制,支持对 Agent 行为进行反馈、修正与审批。

为何"规划"模式至关重要? 规划模式使 Agent 能够处理无法通过单步操作解决的复杂多阶段任务。通过制定计划,Agent 可维持连贯策略、追踪进度,并以结构化方式应对错误或意外障碍。这有效防止 Agent 陷入"停滞"或偏离用户最终目标。

Agent 语境中"工具"与"技能"有何区别? 虽常被混用,但"工具"通常指 Agent 可调用的外部资源(如天气 API、计算器);"技能"则是 Agent 通过学习获得的更集成化能力,往往结合工具使用与内部推理以执行特定功能(如"航班预订"技能可能涉及日历与航空 API 的协同使用)。

"反思"模式如何提升 Agent 性能? 反思机制充当自我校正功能。在生成响应或完成任务后,引导 Agent 审查自身工作:检测错误、依据既定标准评估质量、考量替代方案。此迭代优化过程显著提升 Agent 输出的准确性、相关性及整体质量。

反思模式的核心理念是什么? 反思模式赋予 Agent 后退一步批判自身工作的能力。Agent 并非一次性生成最终输出,而是先创建草稿后进行"反思",识别缺陷、信息缺失或改进空间。此自我校正流程是提升响应质量与准确度的关键机制。

为何简单"提示链"难以保证高质量输出? 简单提示链(前序提示输出作为后续提示输入)通常过于基础。模型可能仅对先前输出进行措辞重组而未实现实质性改进。真正的反思模式需引入结构化批判机制,引导 Agent 依据特定标准分析工作、检验逻辑错误或核实事实。

本章阐述的两种主要反思类型是什么? 本章详细解析两种核心反思形式:

  • "工作自查"式反思:基础形式,仅要求 Agent 审查并修正前序输出。适用于捕捉简单错误的入门场景。
  • "内部评审"式反思:进阶形式,通过独立"评审者"Agent(或专用提示)评估"执行者"Agent 的输出。可为评审者设定特定检验标准,实现更严密且定向的改进。

反思机制如何助力减少"幻觉"现象? 通过强制 Agent 审查自身工作——特别是将其陈述与已知来源比对或检验推理步骤——反思模式能显著降低幻觉(虚构事实)发生概率。Agent 被迫更严格遵循给定上下文,减少生成无依据信息的可能性。

反思模式可否多次迭代应用? 可以,反思本身即为迭代过程。可引导 Agent 对同一工作进行多轮反思,每轮循环持续优化输出质量。这对复杂任务尤为关键,因初版或次版输出可能仍存在细微错误或具大幅提升空间。

AI Agent 语境中的规划模式指什么? 规划模式旨在使 Agent 能将复杂高层目标分解为系列可执行步骤序列。Agent 不试图一次性解决宏观问题,而是先构建"计划"框架,随后按序执行各步骤,此方法显著提升任务可靠性。

为何复杂任务必须引入规划机制? 大语言模型在处理多步骤或具依赖关系的任务时存在局限。缺乏计划指引时,Agent 易丢失整体目标脉络、遗漏关键环节或未能将前步骤输出有效传递至后续输入。计划提供清晰实施路线,确保按逻辑顺序满足原始请求全部要求。

实现规划模式的典型方法有哪些? 常见实施方案是引导 Agent 首先生成结构化步骤列表(如 JSON 数组或编号清单)。系统随后遍历该列表,逐项执行步骤并将执行结果反馈至 Agent 以指导后续操作。

Agent 如何处理执行过程中的异常或动态变化? 健全的规划模式支持动态调整能力。当某步骤失败或情境变更时,可触发 Agent 基于当前状态"重新规划"。Agent 能分析错误成因、调整剩余步骤序列,甚至新增步骤以突破障碍。

计划内容是否对用户可见? 此为设计决策项。多数场景下,预先向用户展示计划并获取批准是推荐实践。这与"人在回路"模式高度契合,在执行前赋予用户对 Agent 拟执行操作的透明度与控制权。

"工具使用"模式的核心要素是什么? 工具使用模式使 Agent 能通过与外部软件或 API 交互扩展自身能力边界。鉴于 LLM 知识库的静态特性及无法自主执行现实操作的限制,工具为其提供实时信息访问(如 Google 搜索)、专有数据获取(如企业数据库)及动作执行能力(如邮件发送、会议预订)。

Agent 如何决策工具选用? Agent 通常获授可用工具清单及各工具功能描述与参数要求。当面临内部知识无法处理的请求时,Agent 依托推理能力从清单中筛选最适配任务需求的工具。

文中所提"ReAct"(推理-行动)框架是什么? ReAct 是集成推理与行动的流行框架。Agent 遵循思考(分析待执行任务)、行动(决策工具选择及输入参数)与观察(获取工具返回结果)的循环流程。该循环持续迭代直至收集足够信息满足用户请求。

工具使用实施面临哪些主要挑战? 关键挑战包括:

  • 异常处理:工具可能执行失败、返回意外数据或超时。Agent 需具备异常识别能力并决策重试、切换工具或寻求用户协助。
  • 安全考量:授予 Agent 工具访问权限——特别是具现实影响的操作工具——存在安全风险。对敏感操作必须设置防护机制、权限控制及常需人工审批流程。
  • 提示工程:需通过精准提示引导 Agent 生成格式规范的工具调用(如正确函数名与参数结构)。

什么是人在回路(HITL)模式? HITL 是一种将人类监督与交互机制深度整合至 Agent 工作流的模式。Agent 并非完全自主运行,而是在关键决策节点暂停执行,主动寻求人类反馈、审批、澄清或方向指引。

为何 HITL 对 Agentic 系统至关重要? 其重要性体现在多个维度:

  • 安全与可控性:针对高风险任务(如金融交易、官方通讯发送),HITL 确保人类在操作执行前验证 Agent 提议行动。
  • 质量提升:人类可提供精准修正或 nuanced 反馈,助力 Agent 性能优化,尤其在主观判断或模糊情境任务中。
  • 信任构建:用户更倾向于采纳具备可指导与监督特性的 AI 系统,从而建立长期信任关系。

工作流中哪些环节应引入人类干预? 典型的人类介入节点包括:

  • 计划审批环节:多步骤计划正式执行前的确认阶段。
  • 工具使用授权:涉及现实影响或产生经济成本的工具调用前。
  • 歧义消解节点:当 Agent 执行路径不明确或需用户补充信息时。
  • 最终输出审核:向终端用户或下游系统交付成果前的质量把关。

持续人工介入是否影响效率? 确存此风险,因此关键在于精准把握平衡点。HITL 应部署于核心决策节点,而非每个操作步骤。目标是构建人机协作伙伴关系:Agent 承担主体工作量,人类提供战略级指导。

何为多 Agent 协作模式? 该模式指构建由多个专业化 Agent 组成的协同系统,通过集体智慧达成共同目标。替代单一"全才"Agent 尝试包揽所有任务的模式,转而组建各具专长的"专家"Agent 团队。

多 Agent 系统的优势何在?

  • 模块化与专业化:每个 Agent 可针对特定任务进行精细化提示调优(如"研究专员"、"文案专家"、"代码工程师"),产出质量显著提升。
  • 复杂度管控:将复杂工作流分解为专业角色,大幅降低系统整体设计、调试与维护难度。
  • 群体智慧模拟:不同 Agent 提供多元视角,催生更具创意与鲁棒性的解决方案,仿效人类团队协作模式。

多 Agent 系统的典型架构如何? 常见架构核心为协调者 Agent(亦称"管理者"或"指挥者")。协调者把握全局目标,进行任务分解与委派,收集各专家 Agent 产出并进行最终合成输出。

Agent 间如何实现通信协作? 通信通常由协调者主导管理。例如,协调者可将"研究员"Agent 的输出作为上下文传递给"写作"Agent。此外,支持 Agent 发布发现的共享"工作区"或消息总线亦是常用通信机制。

为何 Agent 评估较传统软件更复杂? 传统软件具备确定性输出(相同输入恒定产生相同输出)。而基于 LLM 的 Agent 具有非确定性特征,其性能评估常涉主观判断。评估需聚焦输出质量相关性,而非单纯技术正确性。

Agent 性能评估的常用方法有哪些? 本指南推荐以下方法:

  • 结果导向评估:Agent 是否成功达成终极目标?例如任务为"航班预订",是否实际完成正确预订?此为核心衡量指标。
  • 过程质量评估:Agent 执行流程是否高效合理?工具选用是否恰当?计划遵循是否严谨?此有助于诊断失败根源。
  • 人工评分评估:邀请人类评估者依据帮助性、准确性、连贯性等维度进行量表评分(如1-5分)。对用户导向应用尤为关键。

何为"Agent 轨迹"? Agent 轨迹是任务执行全过程的完整步骤记录,涵盖所有思考过程、操作行为(工具调用)及环境观察。分析这些轨迹是调试与理解 Agent 行为模式的核心手段。

如何为非确定性系统构建可靠测试? 虽无法保证 Agent 输出的精确措辞,但可设计验证关键要素的测试。例如创建检测最终响应是否包含特定信息,或是否以正确参数成功调用某工具的测试。通常通过在专用测试环境部署模拟工具实现。

Agent 提示与简单 ChatGPT 提示有何本质区别? Agent 提示需构建详尽的"系统提示"或运行章程作为操作指南。这超越单一用户查询范畴,需明确定义 Agent 角色定位、可用工具集、应遵循模式(如 ReAct 或规划)、行为约束及交互风格。

优质 Agent 系统提示的核心构成要素有哪些? 卓越的系统提示通常包含:

  • 角色与目标界定:清晰定义 Agent 身份标识与核心使命。
  • 工具规格说明:可用工具清单、功能描述及调用规范(如特定函数调用格式)。
  • 约束与规则体系:明确禁止行为指令(如"未经批准禁止使用工具"、"不提供金融建议")。
  • 流程执行指引:模式应用指导,例如"首先制定计划,随后按步骤执行"。
  • 示范轨迹案例:提供若干成功"思考-行动-观察"循环实例,可大幅提升 Agent 行为可靠性。

何为"提示泄漏"? 提示泄漏指系统提示内容(如工具定义或内部指令)意外出现在 Agent 对用户的最终响应中。此现象可能导致用户困惑并暴露系统实现细节。采用推理与最终答案生成分离的提示策略等技术可有效防范。

Agentic 系统未来发展趋势如何? 本指南展望以下方向:

  • 增强自主能力:需更少人工干预且具备自学习与自适应能力的 Agent。
  • 深度专业分化:形成可按需雇佣或订阅的专项任务 Agent 生态系统(如旅行顾问、研究助手)。
  • 工具平台演进:开发更 sophisticated 的框架与平台,显著降低构建、测试与部署健壮多 Agent 系统的技术门槛。

本文来源于开源项目Agentic Design Patterns中文翻译

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