5.1 经典智能体架构


5.1 经典智能体架构

本节摘要:经典架构是对感知-决策-行动循环的不同裁剪。反应式几乎无状态,观测直接到行动,快、脆。基于模型把内部状态加回来。慎思式把规划放进环路,慢、能看远。BDI 用信念、愿望、意图三套结构管理目标承诺。包容式用多层反射,高层可压制低层。选架构就是选省略哪些部件;省略必须被环境属性允许,而不是被演示视频允许。

本节导读

阅读完本节,你应当能够:

  1. 画出反应式与慎思式在循环上的差别
  2. 用 BDI 的信念-愿望-意图解释「承诺」与「目标」不同
  3. 说明包容架构如何用抑制关系处理冲突行动
  4. 按 1.2 的环境属性给经典架构做排除

反应式:快,是因为少想

SOURCE 把反应式写成感知-行动、无状态、基于规则。恒温器、紧急停机、沿墙走,都是。优点是延迟低、实现小、某些扰动下反而稳——因为它不依赖可能过期的模型。缺点是 1.2 里列过的:无记忆则部分可观测会骗它;无目标结构则做不成长期任务;无学习则规则过时只能人改。反应式不是「过时技术」,是环境允许时的正确简化。动态、时间极紧、目标局部(别撞),它常作为混合系统的底层活着。

基于模型的架构在反应式上加内部状态与 T 的粗版本。不必完整规划,只要「我以为在哪」。 localization、跟踪、货位占用图,都属于这一档。它解决部分可观测,仍可能不做长期搜索。慎思式再把规划器放进环:先搜序列再执行。它吃 3.2 的五要素,也吃计算时间。环境静态、模型准,慎思很美;环境动态、算超时,慎思会想出过期的完美计划。

💡 关键直觉:反应式省略记忆与规划;慎思省略「来不及」这一约束。两者的失败模式正好相反:一个短视,一个迟到。

BDI 与包容:两种管理冲突的办法

BDI 把信念当对世界的估计(认知出口),愿望当目标集(3.1),意图当已经承诺要执行的手段。关键发明是承诺:不是每一步都重新从全部愿望里挑,而是在意图仍可行时坚持,避免朝令夕改。环境一变,意图可能要丢——这需要显式的放弃条件。对话与任务型助手常用类似结构:当前任务栈就是意图。它不规定用什么算法规划,只规定结构。

包容(层叠反射)用多层 sense-act,低层避障,中层巡游,高层去目标。冲突用抑制:高层可以关掉低层输出,或低层在紧急时抢走执行器。它承认反应式单层不够,但拒绝一个大规划器。优点是实时;缺点是层间优先级靠人调,任务一复杂就变成优先级泥潭。

架构 内部结构 省略什么 环境假设
反应式 几乎无 记忆、规划、学习 可观测、规则稳、目标局部
基于模型 状态与粗 T 长期搜索 部分可观测但动态可跟
慎思 规划器 严格时限 静态、模型准
BDI 信念愿望意图 不规定算法 目标会变、需要承诺
包容 多层反射 统一世界模型 需要硬实时分层

如何排除而不是如何喜欢

完全可观测加静态加离散,慎思或搜索可以当主循环。高度动态加硬实时,反应或包容底层必须有。目标层次深、需要解释「我在做什么」,BDI 的意图层有用。学习从哪接入:反应式只能人改规则;基于模型可学 T;慎思可学启发式;BDI 可学愿望的优先级,但要走 4.3 的闸。架构图上若画了学习却没有评判入口,那是装饰。

⚠️ 常见坑:在演示里用慎思跑通静态仓库,上线人流一密就超时。超时不是调优问题,是架构与环境属性不匹配。应把避障下放到反应层,规划只出路点。

经典架构的价值是提供检查清单,不是要求你纯种实现。纯反应式做不出出库;纯慎思做不出急停。5.2 的混合几乎是工业默认。但若说不清自己的混合里哪一层对应上表哪一行,混合只是杂烩。先能用本节的表给每一层命名,再谈拼接。

执行器抢占是架构必须写明的。谁能在 10 毫秒内关掉电机?若答案是「等规划器算完」,这不是慎思,是危险。安全默认行动应属于反应层,且不可被学习直接改——L0 知识。这把 4.3 的分级焊进架构,而不是写在备忘录里。

慎思的计算预算与 BDI 的放弃条件

慎思式要写死:规划超时返回什么。返回上一周期计划的第一步、或返回反射层默认。禁止返回空。空等于冻执行器。预算与环境动态成反比:动态越快,预算越短,架构越靠近反应。这不是调优附录,是 5.1 选型合同。合同写在周期表里:任务层 2 赫兹、技能 10 赫兹、反射 100 赫兹。对不上环境,再漂亮的 BDI 图也只是愿望。

BDI 的放弃条件要显式:意图不可行、愿望已撤销、代价超过阈值、新观测使信念与意图冲突。没有放弃条件,承诺变成固执。有了放弃条件却每帧都触发,承诺变成没有。调试看意图寿命分布:全是一帧,等于没 BDI;全是直到任务结束不顾碰撞,等于没反射。寿命应分层:任务意图长,技能意图中,反射无意图只有规则。

包容架构的抑制关系必须可测。构造「高层要前进、低层要急停」,断言急停赢。测不过,优先级只写在论文里。清洁机器人、自动售货机、简单游戏角色是 SOURCE 给反应式的例子:环境允许、目标局部。把这些例子升到慎思,通常是浪费。反过来,把出库任务做成纯售货机式反应,会在订单变化时迷路。例子用来排除,不是用来限制想象。

概念代码保持极简,只为钉契约:

若 反射否决: 执行安全默认 否则若 技能超时: 沿用上一指令并告警 否则: 执行技能指令 学习不得进入上述任一分支改默认

四行比一张分层漫画更能阻止事故。把四行写进架构说明,5.1 才算从名词变成合同。

本节检查清单

每一层能否用 5.1 的表命名?谁在十毫秒内关掉电机,答案是反射还是「等规划」?安全默认属 L0、学习不得改,写进合同了吗?规划超时返回空还是默认?BDI 意图寿命是一帧还是直到撞?放弃条件显式吗?包容抑制「前进对急停」测试过了吗?周期表与环境动态成反比写进选型合同了吗?清洁机器人那种局部目标有没有被错误升到慎思?出库有没有被错误降到售货机式反应?四行伪代码同事能否指出急停行?指不出就改四行。架构名词换得再勤,执行器只听得懂周期、默认和否决。三样是经典架构留给混合的遗产。遗产丢了,5.2 只能拼杂烩。杂烩看起来层很多,问超时却没有人认领。认领必须在本节完成,不能推迟到「我们混合之后再说」。之后没有仲裁协议,只有更厚的漫画。

把售货机与出库放在同一张选型表

售货机:完全可观测的按钮、确定性出货、片段式、静态、离散、单循环。反应式够用。硬把 BDI 套上去,意图栈没有用,只会增加超时。出库:部分可观测、序列、动态、多车、目标层次深。反应式只配当反射层。选型表两行对照,5.1 的排除法就不再抽象。抽象会在评审里变成「我们的架构更先进」。先进不是轴。轴是环境。环境允许简单,简单是正确。正确比先进便宜,也比先进可审计。可审计在售货机里是按钮到出货的规则表。可审计在出库里是三层合同。两套可审计都对,因为环境不同。不同被写进选型合同,才不会把出库做成售货机,也不会把售货机做成出库。做成错的那一种,表现为超时或迷路。超时是慎思进了不该进的快环境。迷路是反应式进了不该进的长目标。两种病的药都在 5.1 的表,不在新名词。新名词治不好选型错误。选型错误要对照两行。两行对照是本节最便宜的实验。实验在纸上就能做。纸上做完再画分层图。分层图跟着表走,不跟着潮流走。潮流会把售货机也画上大模型。大模型在售货机里是慢层浪费。浪费还占延迟。延迟在出货口不可接受。不可接受就是排除。排除是经典架构还活着的理由。活着不是怀旧。怀旧不关电机。排除关电机:不该思考时不许思考。不许思考写在周期表。周期表是 5.1 交给 5.2 的嫁妆。嫁妆丢了,混合会让售货机思考出库,出库来不及思考避障。两种都糟。糟的根是选型表空。表空先填。填完再谈 BDI 的承诺美不美。美不解决售货机。售货机要的是规则。规则在反应式。反应式在表的第一行。第一行不是低级。第一行是匹配。匹配是本章的审美。审美对准环境轴,不对准名词的年代。年代新的架构也可以是错误匹配。错误匹配要排除。排除完,留下的才配叫经典——经典的意思是被环境允许的简化,不是博物馆。

博物馆不是经典的意思。经典是被环境允许的简化。简化匹配轴,不匹配潮流。潮流会把售货机也画上大模型。大模型在售货机里浪费延迟。延迟不可接受就是排除。排除关思考:不该思考时不许思考。不许思考写在周期表。周期表是嫁妆。嫁妆丢了,混合会让售货机思考、出库来不及避障。两种都糟。糟的根是选型表空。表空先填。填完两行对照:售货机反应式够用,出库必须有反射层。对照能说出口,5.1 过关。过关不是会背 BDI。过关是会排除。排除对准环境轴。轴填完,简单是正确。正确比先进便宜,也比先进可审计。可审计在售货机是按钮到出货的规则表,在出库是三层合同。两套都对,因为环境不同。不同写进合同,5.1 过关。

本节速览

  • 架构是裁剪:反应省略记忆规划,慎思省略硬时限
  • 基于模型:加状态不等于已经会规划
  • BDI:意图是承诺,减少朝令夕改
  • 包容:多层反射加抑制,优先级靠人
  • 用环境排除:动态硬实时必须有反应层
  • 安全默认属 L0:不可等规划、不可被学习直接改

下一节看工业上如何把这些层拼成混合系统。


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原作者: 灏天文库
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