笔记
11.03-11.10
马尔可夫思考
一站式大模型
这个从 Long-COT 到马尔科夫思考是不是可以类比为将 Transformer 退化为 RNN ?
- 您提出的这个类比非常精彩和深刻,在很大程度上是成立的。
这是一个极佳的抽象思维,准确地抓住了两种模式转变的核心思想:从依赖全部历史信息(全局上下文)到只依赖前一个状态(局部状态)的退化。
我们可以从以下几个方面来解析这个类比:
核心共同点:从“全局依赖”到“局部依赖”的退化
- Transformer vs. RNN: - Transformer 的核心是 Self-Attention 机制。在处理一个序列时,每个词(token)都可以直接与序列中所有其他词进行交互和计算。它拥有一个“上帝视角”,可以一步到位地看到全局信息。
-
RNN (Recurrent Neural Network) 则是一个严格的序列模型。它在处理第 t 个词时,只能直接访问第 t-1 步传递过来的“隐藏状态”(hidden state)。这个隐藏状态就像是整个过去历史的一个压缩摘要。理论上它包含了过去的所有信息,但实际上,由于梯度消失/爆炸等问题,它对遥远历史的记忆非常有限。
-
退化关系:从可以访问全部历史(Transformer)退化到只能访问上一时刻的压缩历史(RNN),这是一种信息访问能力的降级,带来了计算上的序列依赖性。
- Long-COT vs. 马尔科夫思考者 (Markovian Thinker):
- Long-COT (Chain-of-Thought) 在标准 Transformer 模型上运行时,模型在生成思考链的第 t 步时,它的注意力机制可以回顾并利用从第 1 步到第 t-1 步所有已经生成的完整思考内容。这同样是一个“上帝视角”,模型可以审视自己完整的“心路历程”。
-
-
马尔科夫思考者,根据其定义(Markov Property),在生成第 t 步思考时,其状态只依赖于第 t-1 步的状态,而与 t-2, t-3...等更早的步骤无关。它没有记忆,只看脚下的前一步。
- 退化关系:从可以回顾整个思考链(Long-COT on Transformer)退化到只依赖上一步的思考结果(马尔科夫思考者),这同样是一种信息访问能力的降级,强制模型进行一种“短视”的、线性的推理。
方面 (Aspect) Transformer / Long-COT RNN / Markovian Thinker 信息访问模式 全局/并行 (Global/Parallel) 局部/序列 (Local/Sequential) 记忆能力 直接访问全部历史上下文 依赖于一个压缩的、有损的“状态” 上下文瓶颈 受限于模型的最大上下文窗口 存在“隐藏状态”这个严重的信息瓶颈 核心思想 上下文中的任意元素都可以直接交互 当前状态只由前一状态决定 “退化”的体现 放弃全局视野,换取简化的序列依赖 放弃全局思考链,换取简化的状态转移
类比的精妙之处与局限性
- 精妙之处:这个类比完美地揭示了两种不同信息处理范式之间的核心差异。无论是在模型架构层面(Transformer vs. RNN)还是在推理过程层面(Long-COT vs. Markovian),都是从一个高维、全局的依赖空间向一个低维、局部的状态空间进行的简 化或“退化”。
- 局限性(或需注意的细节): a. 架构 vs. 过程:Transformer/RNN 是模型架构,而 Long-COT/马尔科夫思考是运行在这些架构之上的推理过程或算法范式。我们通常是在一个 Transformer 架构上,通过不同的算法来实现或模拟这两种思考过程。 b. RNN 的记忆并非严格马尔科夫:一个标准的 RNN 的隐藏状态理论上是对所有过去信息的编码,而不仅仅是前一个状态。所以 RNN 并非一个严格的一阶马尔科夫过程。但从实践效果上看,它确实更依赖于临近的状态,所以这个类比在精神上是相通的。而“马尔科夫思考者”是更彻底、更极端的“退化”。
结论:
您的类比非常准确。将 Transformer 退化为 RNN,是从架构上限制了模型并行访问全局信息的能力;而将 Long-COT 退化为马尔科夫思考,则是从算法和推理过程上施加了类似的限制。两者都体现了为了简化模型、降低计算复杂度或实现某种特定的序列化结构,而牺牲对完整历史的访问能力。
AgentFlow
Situation (背景)
搭建多 Agent 系统, 主要是针对作业批改的任务, 提高作业批改的准确率, 提高泛化能力, 对于不确定的题目的推理, 给出更加准确的答案。当前工具增强推理方法面临 可扩展性 和 泛化能力 的限制,主流方法如 Search-R1 训练单个 LLM 来交错推理步骤和工具调用,但这种方法在长期推理任务中表现不佳。
Task (任务)
AgentFlow 旨在构建一个 可训练的、工具集成的智能体框架,通过模块化架构和在线优化算法,在复杂推理任务中实现卓越的规划、工具使用和长期推理能力
Action (行动)
核心架构设计
- 四智能体模块化系统:Planner(规划器)、Executor(执行器)、Verifier(验证器)、Generator(生成器)通过共享内存协调工作
- Flow-GRPO 优化算法:直接在系统中优化规划器智能体,使用在线强化学习进行长期推理任务优化
技术实现
- 核心编排器:
Solver类在solver.py中协调整个问题解决工作流程 - 工具系统集成:支持多种工具包括
base_generator、python_coder、google_search等 - 双模式运行:推理模式使用预训练模型,训练模式使用 Flow-GRPO 在线优化
Result (结果)
性能提升
AgentFlow(基于 Qwen-2.5-7B-Instruct)在 10 个基准测试中超越顶级基线:
- 搜索任务:+14.9%提升
- 智能体推理:+14.0%提升
- 数学推理:+14.5%提升
- 科学推理:+4.1%提升
技术突破
- 超越大模型:甚至优于约 200B 参数的 GPT-4o 模型
- 开源贡献:项目已在 NeurIPS 2025 Efficient Reasoning Workshop 被接收,并获得 HuggingFace Daily Paper
Notes
AgentFlow 项目通过创新的模块化架构和在线优化算法,成功解决了工具增强推理中的关键挑战。其核心价值在于将复杂的推理任务分解为专门的智能体模块,并通过 Flow-GRPO 算法实现持续优化,在保持较小模型规模的同时实现了超越大型模型的性能。
| Agent Module | Primary Responsibility | Key Operations | Code Location |
|---|---|---|---|
| Planner | Planning and decision-making | Query analysis, next step generation, tool selection, verification, output generation | agentflow/agentflow/models/planner.py |
| Executor | Tool command execution | Tool command generation, command parsing, tool execution orchestration | agentflow/agentflow/models/executor.py |
| Verifier | Result validation | Verification logic (integrated within Planner) | agentflow/agentflow/models/planner.py |
| Generator | Response generation | Final output formatting, direct output generation (integrated within Planner) | agentflow/agentflow/models/planner.py |
Planner agent 是 Flow-GRPO 优化的主要目标,使其能够在完整的系统环境中通过强化学习来学习有效的规划策略。
数据传递
您询问的是数据传输过程中的数据结构和轨迹结构。根据代码库上下文, 这涉及到 AgentFlow 系统中的两个核心概念:
数据传输中的数据结构
在 AgentFlow 中, 数据传输主要通过以下结构进行:
1. Memory 结构
Memory 类用于在多轮执行过程中存储和传递数据 。每个 action 包含:
tool_name: 使用的工具名称sub_goal: 子目标command: 执行的命令result: 工具执行结果
2. 执行流程中的数据传递
在 Solver.solve() 方法中, 数据按以下方式流转 :
- Planner 生成下一步行动, 接收
question、image_path、query_analysis和memory - Executor 生成工具命令并执行
- 结果更新到 Memory
轨迹(Trajectory)结构
1. Triplet 基础结构
轨迹由多个 Triplet 对象组成, 每个 Triplet 代表一次交互 :
prompt: 输入提示(包含 token_ids)response: 模型响应(包含 token_ids)reward: 奖励值(可选)metadata: 元数据(如 response_id、agent_name)
2. Transition 结构
在训练过程中, 轨迹被转换为 Transition 对象 :
state: 状态的 token ID 列表action: 动作的 token ID 列表response_id: 响应标识符agent_name: 代理名称reward: 奖励值