从这一篇开始,我们将要上正餐了!不聊虚的!不讲段子!只讲干货!请您系好安全带,我们出发!
本篇我们就干一件事:像庖丁解牛一样,把一个真正能打的、生产级的Agent,拆解成最核心的“五脏六腑”,看看每一个器官是如何协同工作的。
读完这篇文章,你将全面、系统地学习一个Agent是如何被构建起来的,清晰地了解到:
- Agent和普通大模型到底有啥本质区别?
- Agent的核心“三件套”:模型、工具、编排层,它们是如何协同工作的?
- Agent的“思考模式”:ReAct、Chain-of-Thought 这些高大上的理论到底是怎么回事?
这是一篇信息密度极高的硬核干货,建议先点赞+收藏,再找个安静的时间慢慢品味。相信我,读完这篇,你对 Agent 的理解将提升不止一个层次!💪
一、到底什么是 Agent?它和 Model 有何不同?
在深入技术细节之前,我们得先搞清楚一个根本问题:到底什么是 Agent?
Google白皮书(详见《07.Google.202502_智能体技术白皮书_双语精校_AI职场风向标.pdf》获取方式见文末)给出了一个非常精辟的定义:
“
一个生成式AI Agent,是一个试图通过观察世界并利用其掌握的工具来采取行动,以达成某个目标的应用程序。
听起来有点抽象?没关系,白皮书里用了一个绝妙的比喻:把 Agent 想象成一个大厨👨🍳。
一个大厨的目标是为顾客做出美味的菜肴。他需要:
- 收集信息 (观察):查看顾客的点单,检查冰箱和储藏室里有什么食材。
- 内部推理 (思考):根据手头的食材和顾客的口味,构思能做什么菜,味道如何搭配。
- 采取行动 (执行):动手切菜、调味、烹炒。
在这个过程中,大厨会根据食材的消耗情况、顾客的反馈不断调整计划。这个“信息输入 → 规划 → 执行 → 调整”的循环,就是大厨的“认知架构”。Agent 的工作方式与此如出一辙。
Agent 问题处理流程(来源: Google Whitepaper)
那么,这和我们平时用的ChatGPT这类“模型(Model)”有什么区别呢? 区别大了去了!兔子根据白皮书的内容,给大家整理了一个一目了然的对比表:
| 特性 | 模型(model) | 智能体(agent) |
|---|---|---|
| 知识范围 | 知识被限制在训练数据中,是静态的。 | 通过工具连接外部系统,知识可以实时扩展。 |
| 交互方式 | 单次推理/预测。默认没有会话历史管理(除非专门实现)。 | 管理会话历史,支持基于上下文的多轮推理和决策。 |
| 工具使用 | 原生不支持工具。 | 原生实现了工具,是其架构的核心部分。 |
| 逻辑层 | 没有原生逻辑层。依赖用户通过 Prompt(如 CoT, ReAct)引导。 | 拥有原生的认知架构,内置了 ReAct 等推理框架。 |
简单来说,如果说 Model 是一个知识渊博但被关在房间里的“书呆子”,那么Agent就是一个既有知识,又能走出房间使用各种工具来解决现实问题的“行动派”。这个“行动派”的核心,就是它的认知架构(下文会详述)。
Agent 的“大脑”:认知架构三大核心组件
好了,现在我们知道 Agent 很牛,那它的“大脑”到底是怎么构成的呢?Google 白皮书将其拆解为三大核心组件。这张图就是 Agent 架构的“全家福”:
通用 Agent 架构和组件 (来源: Google Whitepaper)
让我们逐一拆解这“三件套”:
1. 模型 (The Model) - 大脑(The Brain) 🧠
模型是Agent的中央决策者。它本质上就是一个或多个语言模型 (LM),可以是 Gemini、GPT-4这样的大模型,也可以是更小的、经过微调的模型。它的核心能力是能够理解和遵循指令,进行逻辑推理。我们后面要讲的 ReAct、Chain-of-Thought 等思维框架,都是在这个模型内部运行的。
2. 工具 (The Tools) - 手和脚(The Hands & Feet) 🛠️
这是让 Agent 从“书呆子”变“行动派”的关键!基础模型本身无法与外部世界互动,而工具弥补了这一鸿沟。工具可以是任何东西:
- 一个能调用天气预报的 API。
- 一个能查询公司内部数据库的 Data Store。
- 一个能执行 Python 代码的 Code Interpreter。
有了工具,Agent 就能获取实时信息、操作外部服务,能力边界被无限拓宽。我们将在第四部分详细深挖它。
3. 编排层 (The Orchestration Layer) - 神经中枢 (The Nervous System) 🎼
如果说模型是大脑,工具是手脚,那么编排层就是指挥这一切的“指挥官”。它是一个循环过程,负责管理 Agent 如何接收信息、进行推理,并根据推理结果决定下一步是调用工具还是回答用户。这个循环会一直持续,直到 Agent 完成最终目标。
编排层的复杂程度各不相同,简单的可能只是一些决策规则,复杂的则可能包含了一连串的逻辑链、机器学习算法,甚至是概率推理技术。而驱动这个编排层的,正是我们接下来要讲的“思维框架”。
三、Agent 的“指挥官”:编排层与三大思维框架
编排层最核心的工作,就是指导模型如何“思考”。近年来,Prompt Engineering 领域涌现出许多强大的思维框架,极大地提升了模型的推理和规划能力。白皮书重点提到了以下几种:
ReAct (Reason + Act):一种让模型在“思考”和“行动”之间交替进行的框架。它被证明能显著提高模型的性能和可信度。
Chain-of-Thought (CoT):通过引导模型生成中间推理步骤来提升复杂问题的解决能力。就像我们解数学题时写的草稿一样。
Tree-of-Thoughts (ToT):CoT 的升级版,它允许模型同时探索多个不同的“思路链”,像一棵树一样展开,更适合需要探索和战略规划的任务。
(PS:关于CoT和React,后续专题介绍,分享资料中也有相关论文)
我们以最经典、最核心的 ReAct 为例,看看 Agent 是如何利用它来解决问题的。假设你问 Agent:“我想订一张从奥斯汀到苏黎世的机票。”
使用 ReAct 推理的 Agent 示例 (来源: Google Whitepaper)
上图清晰展示了ReAct的工作流程,兔子给大家翻译一下Agent的“内心戏”:
Question (问题):用户想订从奥斯汀到苏黎世的机票。
Thought (思考):我应该搜索一下航班信息。直接回答是瞎猜,我需要真实数据。
Action (行动):我决定使用Flights这个工具。
Action Input (行动输入):工具需要参数,我从问题中提取出“从奥斯汀到苏黎世”。
Observation (观察):Flights工具返回了很多航班选项。
Thought (思考):很好,数据拿到了。我应该把这些选项整理一下,呈现给用户。
Final Answer (最终答案):(生成一段友好的回答)“这里有一些您可能感兴趣的航班…”
看到了吗?通过这个思考 → 行动 → 观察的循环,Agent 不再是盲目地生成文本,而是有计划、有根据地利用工具来完成任务。这就是Agent智能的真正来源!
四、Agent 的“超能力”:深度解析三大工具类型
前面我们反复强调工具的重要性,现在就来深入这个“军火库”。Google 在其生态中,主要定义了三种工具类型:Extensions、Functions 和 Data Stores。它们各有神通,适用于不同场景。
1. Extensions (扩展):标准化的 API 桥梁
你可以把 Extension 理解为一个“即插即用”的 API 适配器。它把一个外部 API(比如 Google Flights API)打包成一个标准化的组件,让 Agent 可以轻松调用。
Extension 如何连接 Agent 和外部 API
Extension 的核心在于,它不仅提供了 API 的调用方式,还通过示例 (Examples)“教会” Agent 什么时候该用它,以及怎么用。比如,当用户说“帮我查航班”时,Agent 能通过示例学习到应该调用Flights Extension。
执行方式:Agent 决定调用后,整个 API 请求是在Agent 端(服务端)完成的。开发者相对省心。
2. Functions (函数):更精细的客户端控制
Function Calling(函数调用)是另一种与外部世界交互的方式,但它和 Extension 有个本质区别:模型只负责“生成调用请求”,而不负责“执行”。
什么意思呢?模型会根据你的问题,输出一个结构化的JSON,告诉你“应该调用哪个函数,参数是什么”。但真正的API请求,需要由你的客户端应用程序(比如你的后端服务或前端代码)来完成。
Function Calling 交互序列图
上图这个旅行规划的例子非常经典:
- 用户说想去滑雪。
- Agent 请求模型,模型返回一个
{"function": "display_cities", "args": {"cities": ["Aspen", "Whistler"]}}`- 你的客户端代码收到这个 JSON,解析后,自己去调用 Google Places API 查找这些城市的图片。
- 最后,客户端把带有图片的结果展示给用户。
为什么需要这种模式?因为它给了开发者极大的控制权!比如:
API 需要复杂的身份验证,不方便在 Agent 端处理。
调用 API 前后需要进行一些额外的数据处理。
出于安全考虑,不希望 Agent 直接访问敏感 API。
简单说,Extensions 是“全自动挡”,Functions 是“手动挡”,让你对执行过程有更精细的控制
3. Data Stores (数据存储):Agent 的外挂知识库
模型自身的知识是有限且过时的。如果我们想让 Agent 基于最新的、或者私有的信息(比如公司内部文档、产品手册)来回答问题,怎么办?总不能天天重新训练模型吧?
Data Stores就是为此而生的。它本质上是一个向量数据库,你可以把你的文档(PDF、Word、网页内容等)扔进去,它会自动将其转换成向量嵌入 (Vector Embeddings) 存储起来。
Data Stores 为 Agent 提供实时数据
当用户提问时,Agent 会先将问题也转换成向量,然后去 Data Store 中进行相似度搜索,找到最相关的几段原文。最后,Agent 会把这些原文和用户的问题一起交给模型,让模型基于这些“新鲜”的材料来生成答案。
这个技术就是大名鼎鼎的RAG (Retrieval-Augmented Generation,检索增强生成)。它是目前扩展大模型知识、解决“幻觉”问题最主流、最有效的方法!
工具小结
为了方便大家记忆,我把白皮书里的工具对比表也搬过来了,一图胜千言:
| 特性 | 扩展(Extensions) | 函数调用(Function Calling) | 数据存储(Data Stores) |
|---|---|---|---|
| 执行位置 | Agent端(服务端) | 客户端 | Agent端(服务端) |
| 核心场景 | 希望 Agent 自动处理 API 交互;多步规划(下一步依赖上一步 API 结果)。 | 需要精细控制 API 调用;安全/认证限制;需要额外数据处理。 | 实现 RAG;让 Agent 基于私有或实时数据回答问题 |
五、总结与展望
好了,今天的内容确实有点硬核,我们来快速总结一下。通过对 Google 官方白皮书的“爆肝”解读,我们搞清楚了 Agent 的核心构成:
- Agent ≠ Model:Agent 是一个更完整的系统,它通过认知架构将模型、工具和外部世界连接起来,是一个“行动派”。
- 核心三件套:Agent的“大脑”由模型 (决策核心)、工具 (行动手臂) 和编排层 (指挥官)构成,三者缺一不可。
- 思考的艺术:编排层通过ReAct等思维框架,指导模型进行“思考-行动-观察”的循环,从而智能地解决复杂任务。
- **强大的工具箱:**Extensions、Functions、Data Stores是Agent与世界交互的三大神器,分别适用于自动化、精细控制和知识扩展等不同场景。
理解了这些底层的核心概念,你再去看 LangChain、AutoGen 等框架时,就会发现它们的设计思想万变不离其宗,都是在实践这套理论。你的认知深度,已经超越了只会调 API 的层面!
那么,理论学完了,是不是手痒了?
别急,在我们## 如何学习大模型 AI ?
由于新岗位的生产效率,要优于被取代岗位的生产效率,所以实际上整个社会的生产效率是提升的。
但是具体到个人,只能说是:
“最先掌握AI的人,将会比较晚掌握AI的人有竞争优势”。
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第一阶段(10天):初阶应用
该阶段让大家对大模型 AI有一个最前沿的认识,对大模型 AI 的理解超过 95% 的人,可以在相关讨论时发表高级、不跟风、又接地气的见解,别人只会和 AI 聊天,而你能调教 AI,并能用代码将大模型和业务衔接。
- 大模型 AI 能干什么?
- 大模型是怎样获得「智能」的?
- 用好 AI 的核心心法
- 大模型应用业务架构
- 大模型应用技术架构
- 代码示例:向 GPT-3.5 灌入新知识
- 提示工程的意义和核心思想
- Prompt 典型构成
- 指令调优方法论
- 思维链和思维树
- Prompt 攻击和防范
- …
第二阶段(30天):高阶应用
该阶段我们正式进入大模型 AI 进阶实战学习,学会构造私有知识库,扩展 AI 的能力。快速开发一个完整的基于 agent 对话机器人。掌握功能最强的大模型开发框架,抓住最新的技术进展,适合 Python 和 JavaScript 程序员。
- 为什么要做 RAG
- 搭建一个简单的 ChatPDF
- 检索的基础概念
- 什么是向量表示(Embeddings)
- 向量数据库与向量检索
- 基于向量检索的 RAG
- 搭建 RAG 系统的扩展知识
- 混合检索与 RAG-Fusion 简介
- 向量模型本地部署
- …
第三阶段(30天):模型训练
恭喜你,如果学到这里,你基本可以找到一份大模型 AI相关的工作,自己也能训练 GPT 了!通过微调,训练自己的垂直大模型,能独立训练开源多模态大模型,掌握更多技术方案。
到此为止,大概2个月的时间。你已经成为了一名“AI小子”。那么你还想往下探索吗?
- 为什么要做 RAG
- 什么是模型
- 什么是模型训练
- 求解器 & 损失函数简介
- 小实验2:手写一个简单的神经网络并训练它
- 什么是训练/预训练/微调/轻量化微调
- Transformer结构简介
- 轻量化微调
- 实验数据集的构建
- …
第四阶段(20天):商业闭环
对全球大模型从性能、吞吐量、成本等方面有一定的认知,可以在云端和本地等多种环境下部署大模型,找到适合自己的项目/创业方向,做一名被 AI 武装的产品经理。
- 硬件选型
- 带你了解全球大模型
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- 热身:基于阿里云 PAI 部署 Stable Diffusion
- 在本地计算机运行大模型
- 大模型的私有化部署
- 基于 vLLM 部署大模型
- 案例:如何优雅地在阿里云私有部署开源大模型
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的下一篇文章中,我们将正式进入实战环节!我将手把手带大家使用LangChain,