DeepSeek-R1技术路径与MoE演进深度解析

近年来,自进化智能体相关技术快速落地,从算法自动发现到机器人自主进化,相关研究与应用层出不穷。但业界常混用“self-evolving”“self-improving”“learning”“adapting”等词汇,且“递归自我改进”“持续学习”“测试时训练”等相关术语也容易让人混淆。本文将系统梳理自进化智能体的分类框架,明确不同技术路径的核心差异与应用场景。
模型、调度框架与产出物
自进化系统主要包含三个关键要素:模型、调度框架(Harness)和产出物(Artifact)。其中,模型通常指大型语言模型(LLM),是智能体的“大脑”,负责响应各类提示完成任务;调度框架则包含循环设计、记忆系统、工具调用等周边组件,将基础模型转化为具备完整功能的智能体,有一个广为人知的等式:Agent = Model + Harness;而产出物则是智能体最终生成的各类输出,比如自研算法、学术论文、机器人控制策略等。三者的逻辑关系清晰:模型与调度框架共同构成智能体,智能体进而生成各类产出物,这一框架可以作为梳理自进化技术路径的基础。
第一类:产出物迭代优化
当前自进化智能体的浪潮,主要由产出物迭代优化方向推动。其核心动机是利用强大的大模型,为复杂优化问题生成新的产出物。
比如AlphaEvolve通过编码智能体实现科学与算法发现,在此分类中,新发现的算法就是典型的产出物。后续涌现出多个自动研究系统,其中代表性的案例是Analemma AI的FARS系统,该系统运行417小时,生成了166篇完全由AI撰写的学术论文,总成本约18万美元。还有Recursive Superintelligence项目,也通过自进化找到了更优秀的GPU内核算法。
这类系统的概念并不复杂:人类先设定目标与评估标准,智能体反复寻找优化点生成新的产出物,再验证是否符合标准,符合则完成迭代,否则继续循环。这类模式对很多读者来说并不陌生,比如Codex、Claude Code和OpenClaw等工具都遵循类似的逻辑。
这一思路并非全新,但大模型的出现让这类循环变得更加灵活。在大模型主导之前,研究者通常手动设计算子或动作,再基于这些算子设计搜索或优化方法,比如神经架构搜索领域的EfficientNet,先定义网络算子的搜索空间,再搜索更优的网络设计,这类工作曾在多个任务上取得超越人工设计方案的效果。而大模型带来的核心改变是,模型本身可以同时充当算子与优化器,既能发明新的候选方案,也能检查过往结果并决定下一步搜索方向,这让我们拥有了更大的搜索空间与更优秀的启发式搜索工具。
另一个重要趋势是大模型在长时序任务上的性能持续提升,让改进-验证循环可以更高效地运行。早在2024年,像LLaVA-Plus这类早期工作只能进行少于5次的工具调用,需要频繁的人工干预;而现在,智能体可以连续运行数小时而几乎不需要人类介入。随着大模型能力的不断增强,这类循环对加速工程与科学发现的价值正在快速凸显。
目前这类技术大多在数字环境中落地,比如代码库、浏览器、模拟器、终端与其他软件系统,但更具野心的方向是物理世界。比如NVIDIA让智能体通过循环控制机器人来发现新的机器人策略,LabOS将智能体与生物实验室连接开展实验,Qumus则构建了量子材料实验员。未来将会有更多针对物理世界的产出物迭代优化技术出现。
第二类:调度框架自主升级
几乎与产出物迭代优化同时,调度框架自主升级的研究方向也快速流行起来。其核心动机源于模型训练的高昂成本,人们自然会思考:能否在不更新模型权重的前提下,在部署后优化智能体本身?答案是肯定的,目前主要的探索路径分为两个层面:提示与记忆优化,以及工具与技能创建。
提示与记忆优化
我们可以通过记忆过往的问题与答案来复用经验,但这种方式的泛化能力较差,在类似但不同的任务上表现不佳。更优的方案是提取有用的规则并存储起来,供智能体后续复用。目前的相关方法包括:
- GEPA:将规则直接嵌入提示词中
- ACE:将经验存储为操作手册(Playbook)
- Mem0:搭建专用的智能体记忆存储系统
虽然部分方法名称中带有“learning”,但它们并不会调整模型的权重。不过如果将调度框架视为智能体的一部分,那么对调度框架的更新(比如提示更新、记忆优化)也可以视为类似参数更新的操作,因此将这类方法称为“学习”方法并无不妥。这也是调度框架自主升级与产出物迭代优化的核心区别:前者优化的是智能体自身的组件,而后者优化的是智能体的产出物。
工具与技能创建
仅依靠文本记忆往往不足以处理复杂任务,比如当智能体需要解析长视频并提取关键帧时,记忆系统会变得冗余。此时智能体需要可执行的工具或技能来完成任务,因此另一个直接的思路是创建可复用的工具或技能,让智能体在后续遇到同类问题时可以直接复用。
工具通常以代码形式实现,智能体可以直接生成这类工具;而技能则可以视为围绕工具的高级封装。生成的工具或技能会被加入智能体的调度框架中,供后续重复使用。这类方法还可以有效减少上下文长度,避免将所有细节都塞进上下文窗口,而上下文管理正是智能体性能的关键影响因素。
目前技能创建已经成为热门的解决方案,Claude Code已经将技能创建形式化,成为现代智能体的标准组件之一,Codex与OpenClaw也支持类似功能,热门仓库Hermes Agent也突出了自动技能创建的能力。与提示与记忆优化类似,这类方法也需要智能体修改自身的调度框架组件。
多智能体自进化方案
单一智能体的扩展性存在局限,随着智能体的剧本、工具与技能增多,系统会变得不可靠且低效。比如如果用户仅关注股票相关问题,智能体中保留的烹饪工具不仅无用,还会降低运行速度,甚至可能造成语义混淆——比如“squeeze”一词既可以指股市操作,也可以指挤压橙子。
此时任务专家智能体就显得尤为有用,比如专门的烹饪智能体与股票智能体,比同时处理两类任务的单一智能体表现更好。这也引出了多智能体自进化的解决方案。我们此前的工作Eevee发现,当数据来自完全不同的来源或分布时,单一智能体的性能会受到限制,因此提出使用多个专家智能体处理不同任务,通过路由机制将任务分配给最合适的专家。类似的,Alita-G项目也通过生成工具构建专业专家智能体,在特定领域取得了优秀的效果。
多智能体系统也可以视为上下文管理的扩展,每个专家智能体仅需要携带与自身任务相关的上下文,进一步优化了资源使用。这类方案的核心瓶颈是路由问题,即如何找到最合适的智能体处理当前任务,研究发现大多数情况下路由并非简单问题,需要更强的基础模型才能实现良好性能,这也和人类专家的调度能力类似——我们需要将任务交给合适的Agent,并判断是否需要进入下一步流程。
第三类:无标准答案的模型参数更新
这类技术直接更新模型的权重,也是三类方向中唯一直接修改模型本身的路径。该领域的很多工作并不会自称“自进化智能体”,而是常以自训练、弱监督学习、自博弈、强化学习、测试时训练、在线学习或持续学习等名称出现。
这类技术的核心区别于前两类的点在于,学习过程会改变模型的参数。其核心问题是:如何在没有标准答案的情况下,仅通过问题、弱信号或环境交互实现模型更新?其目标与自进化智能体类似,但实现路径完全不同。
伪真值与内部信号
当没有标准答案时,一种思路是从数据本身构建伪真值,比如自训练方法;或者使用内部信号,比如TTRL方法。这些信号可以用于模型训练:如果将伪标签作为训练目标,可以使用监督微调(SFT);如果信号可以转化为奖励,则可以使用强化学习,比如DeepSeek-R1。
举个简单的例子:如果问题是“图片中有多少个苹果?”,即使没有标准答案,预训练模型也可以给出比随机猜测更优的估计。假设图片中有5个苹果,模型可能对“4、5、6个苹果”的答案更有信心,这些就是内部信号。虽然这些信号并非完美的标签,但依然是有用的训练信息。
自博弈与环境弱信号
学习信号也可以来自模型外部。部分工作通过自博弈实现学习,比如SPIN与Absolute Zero;还有部分工作通过与环境交互获取信号,比如Agent Learning via Early Experience。其实另一个玩家也可以视为环境的一部分,因此可以将这两类方法归为同一类。
一个日常的例子:如果你约别人出去玩却没有收到回复,这本身也是一种弱信号,即使环境没有给出明确的反馈。
测试时训练(TTT)
测试时训练(TTT)是一个特殊的方向,它并不常被称为自进化技术,但本质上也是模型的在线更新。该方向的研究表明,部分序列模型可以在推理过程中执行基于梯度的更新,从这个角度看,模型可以视为在推理过程中持续更新内部矩阵。相关的DeltaNet博客对该方向有详细的介绍。
与持续学习的联系
持续学习(也称为在线学习或终身学习)的概念可以追溯到大模型时代之前,经典场景是视觉识别任务:比如先训练模型识别轿车,再希望模型能够识别SUV。简单的方案是在SUV图像上微调模型,但这可能会损害模型对原有轿车图像的识别能力,即“灾难性遗忘”问题,目前该问题尚未完全解决,最有效的解决方案之一仍是在微调时重放部分原有样本。
值得注意的是,同一术语在不同时期的含义可能完全不同,比如“多模态”学习的概念:2017年左右常指图像描述工作,2021年左右指CLIP类模型,2023年用于视觉-语言模型如GPT-4V,到2025年则涵盖了同时处理图像理解与生成的统一模型。同样,当前LLM语境下的“持续学习”,也更接近自进化智能体的定义,而非早期的灾难性遗忘设置。这也说明术语与技术都会随时间不断演变。
边界的模糊与融合
模型、调度框架与产出物的进化边界正在变得越来越模糊。在优化产出物时,为了提升搜索效率,我们可能同时需要优化智能体的调度框架,比如调整提示、工具或搜索策略;而当调度框架达到性能瓶颈时,更新模型参数就成为自然的下一步,比如SIA等工作已经探索了这一方向。
展望未来,自进化系统的各个模块应该实现协同进化。看待AI工具进步的一个有效视角是抽象层次的提升:几年前我们需要手动编写每一行代码,后来可以让ChatGPT生成代码片段,再后来Copilot帮助编写函数与文件,现在编码智能体可以处理整个项目。优化目标也从单个单词,到代码片段、文件,再到完整的项目,我们不断将更多内容组合为新的抽象,并在更高层次进行思考。
自进化智能体系统也将经历同样的过程,模型、调度框架与产出物不应再被视为孤立的组件。当系统足够强大时,自然的发展方向是将三者作为统一的进化系统进行整体优化。
落地现实场景的核心价值
自进化智能体最令人期待的价值,是能够优化智能体系统之外的事物。更好的提示、记忆、工具与模型都有其价值,但自进化技术的最终价值,仍需要通过是否帮助构建更好的事物来衡量:比如更快的内核算法、更强的软件系统、新的科学假设、新材料,以及更优秀的机器人行为。
这也是我们用模型、调度框架与产出物来梳理该领域的原因:这三个要素分别对应了进化可以发生的三个位置:模型可以从弱信号中学习,调度框架可以更新记忆、提示、工具与技能,产出物可以被智能体迭代优化。这三个路径是通往同一套更大系统的不同入口点。
早期的自进化系统通常单独使用这三类循环:部分工作保持模型固定而优化调度框架,部分保持智能体固定而优化产出物,还有部分通过自生成或弱反馈训练模型。但在未来的系统中,这三类循环将实现协同成长:更强的模型帮助构建更好的调度框架,更好的调度框架加速产出物搜索,更好的产出物又为模型学习提供新的数据与反馈。
自进化智能体的概念曾以不同名称出现多次:递归自我改进、持续学习、在线学习、自动发现、测试时适应等,名称的变化源于可用系统的升级。如今我们拥有了大模型、工具使用智能体、并行执行能力、更丰富的环境与更有效的验证信号,让这一技术迎来了新的发展阶段。
与其纠结术语的名称,不如关注三个核心问题:
- 什么在进化?
- 什么反馈驱动进化?
- 循环在哪里闭合?
如果循环在基准测试上闭合,我们会得到更强的基准求解器;如果在代码上闭合,会得到更好的软件;如果在科学与工程上闭合,会得到更优秀的发现;如果在物理世界闭合,智能体将成为构建与改进真实系统的全新方式。而物理世界始终是最具挑战的环境,也是自进化智能体发挥最大价值的场景。
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