论文

NeSyFS:部分可观测环境下LLM Agent的神经符号快慢思考框架

NeSyFS: A Neuro-symbolic Fast-Slow Thinking Framework for LLM Agent under Partial Observability

智能体系统Agent 架构与控制循环

摘要

最近,大语言模型(LLMs)被越来越多地用作自主代理,在诸如自我反思、增强检索生成和科学发现等应用中。在这些设置中,代理必须基于有限的观察而不是完整的环境状态作出决策,导致部分可观察性。这引入了几个关键挑战:信念状态推理、任务目标不匹配以及在不确定性下进行规划。以往的方法通常依赖于全或部分行动-观察历史,这些冗余和无关信息可能会误导LLM代理的决策。受人类认知启发,我们提出了一种新颖的神经符号快速慢思考(NeSyFS)框架,用于解决由部分可观察性引入的挑战。我们使用知识图谱(KG)来表示信念状态,为NeSyFS中的每个模块提供三元组作为上下文。快速思考模块执行反应性行动,而慢思考模块通过遵循扭曲序列蒙特卡洛(TSMC)算法的高层次结构进行新的不确定性-aware规划。为了缓解任务目标的不匹配,反射模块用于反映快速思考行动,并且在反复失败的反应性行动时切换到慢思考模块。在三个代表性基准测试中(ALFWorld、Webshop和ScienceWorld)进行实验,表明NeSyFS方法在性能上优于以前的方法。

NeSyFS:部分可观测环境下LLM Agent的神经符号快慢思考框架:论文配图
图1:既有智能体与 NeSyFS 智能体的对比。前者用完整或摘要化的交互历史作为决策上下文;后者动态更新基于知识图谱(KG)的记忆,并使用从 KG 检索的三元组。图谱 G_(t−1) 根据动作 a_t 和观察 o_t 更新为 G_t;再从图谱中检索与任务 η 有关的三元组 τ_t,为大语言模型决策提供结构化上下文。