论文

AI Agent的耶基斯-多德森曲线:多Agent LLM仿真中环境压力下的涌现合作

The Yerkes-Dodson Curve for AI Agents: Emergent Cooperation Under Environmental Pressure in Multi-Agent LLM Simulations

智能体系统Agent任务评测

摘要

设计能最大化AI Agent涌现行为发展速度的环境仍是一个开放问题。我们呈现首个对大型语言模型(LLM)多Agent系统中压力-性能关系的系统研究,并与认知心理学的耶基斯-多德森定律进行显式类比。使用网格世界生存竞技场,我们开展跨四个阶段的22次实验,通过资源稀缺(维护成本)和繁殖竞争(性选择)改变环境压力。我们的关键发现是合作行为遵循倒U型曲线:贸易交互在中等压力(upkeep=5)下达到峰值29次,而低压力和极端压力下都只有8–12次交易。在极端压力下,行为库在5–12回合内坍缩为仅剩移动。我们进一步表明,性选择——一种所有Agent都能存活但并非都能繁殖的较温和压力机制——完全消除了Agent间攻击行为,并产生了生存压力下不存在的交流行为。这些结果表明,环境压力校准是LLM Agent发展的一种可行的课程设计策略,类似于生物系统中唤醒与性能之间的倒U型关系。

AI Agent的耶基斯-多德森曲线:多Agent LLM仿真中环境压力下的涌现合作
图1:LLM智能体合作的耶克斯–多德森(Yerkes-Dodson)曲线。左轴:成功交易数(蓝色圆点)。右轴:以回合数计的游戏时长(红色方块)。绿色阴影区域标记合作达到峰值的“生存边缘”。在 upkeep = 7 时,随着智能体迅速死亡,游戏崩溃至20回合,消除了社会性互动的机会。注:upkeep = 2 有两次重复实验(11次与12次交易);图中显示一个代表点。