要說啥？

 多智能體能干啥

嘿，你們知道嗎？現在的大語言模型那可真是火得一塌糊涂，像 GPT、LLaMA 和 Gemini 這些家伙，在自然語言處理的舞臺上那是大放異彩！它們能寫出超有創意的文章，像個聰明的小作家；還能進行邏輯推理，就像個智慧的小偵探；做決策的時候也不含糊，仿佛是個果斷的小領導呢！但是哦，它們也有自己的小煩惱，比如說有時候會產生幻覺，給出一些讓人摸不著頭腦的答案，就像在說夢話一樣。還有那個自回歸的小特性，讓它們在思考問題的時候有點慢半拍，以及縮放定律也時不時地給它們使點小絆子。

別擔心，為了幫它們克服這些困難，智能體人工智能閃亮登場啦！它把大語言模型當作超級聰明的“大腦”，再給它們配上外部工具和規劃這個“百寶袋”，瞬間就讓基于大語言模型的智能體變得神通廣大啦！它們不僅能麻溜地行動起來解決復雜問題，還能歡快地和外部環境互動學習呢！更厲害的是，研究者們腦洞大開，讓多個這樣的智能體一起攜手合作，這就完美地融入了多智能體系統（MASs）和協作人工智能的大家庭啦！

這些基于大語言模型的多智能體協作系統在各個領域都展現出了驚人的實力哦！在知識的海洋里，它們就像一群勤勞的小蜜蜂，能把分布式的智能體當作知識的小倉庫，把各種知識存得穩穩當當的，還能互相分享，完全不用擔心單個系統會被知識的重量壓垮，是不是超厲害？在長期規劃的旅程中，智能體們分工明確，就像一支默契十足的探險隊，持續地解決問題，一路向前沖！而且它們還特別擅長整合多個模型的專業知識，就像一個超級英雄團隊，每個成員都有自己的超能力，組合在一起就能應對各種各樣的問題，比單個模型厲害太多啦！處理復雜任務的時候，各個智能體就像在一場精彩的交響樂演奏中，各司其職，讓交互效率蹭蹭蹭地往上漲！所以呀，深入研究它們的協作機制，絕對能讓這些系統變得更強大，成為我們生活中的得力小助手哦！

我們做了啥

以前也有一些關于這方面的研究啦，但都有點小遺憾，不太全面。有的只是輕輕地碰了碰多智能體協作的邊緣，有的則是只盯著單智能體系統或者某個特定的應用領域，就像在一個大花園里只看到了一朵小花。

咱這篇論文可就不一樣啦，那是相當的厲害！我們重點關注基于大語言模型的智能體在多智能體協作系統中的協作基礎哦。我們的貢獻就像一個裝滿寶藏的箱子，里面的寶貝可多啦！首先，我們像一群勤勞的小礦工，把協作類型、策略、通信結構和協調架構這些關鍵要素挖了個底朝天，找到了讓協作更有效的神奇秘訣哦！然后呢，我們打造了一個超酷炫的框架，就像一個萬能的魔法盒子，把多智能體系統的各種特點都整合在一起啦，這可給研究者們提供了一把超級好用的鑰匙，能輕松地設計和開發多智能體協作系統哦！我們還像一群好奇的探險家，考察了這些系統在不同領域的實際應用，總結了它們的優點和小缺點，給后續的研究留下了寶貴的地圖和經驗呢！最后，我們還像一群敏銳的小偵探，發現了發展過程中的關鍵挑戰，比如集體推理和決策這些讓人頭疼的難題，并像聰明的向導一樣指出了未來可能的研究方向，是不是超棒呀！

 你必須知道的

 多智能體（AI）系統

多智能體系統（MAS）就像是一個超級有趣的智能小鎮哦！在這個小鎮里，住著好多好多聰明的智能體小伙伴，它們都有著自己的超能力，比如學習、規劃、推理和決策這些厲害的本領呢！它們生活在一個叫做環境的大空間里，這個環境可豐富啦，可能是真實的工廠，里面有各種忙碌的機器；也可能是熱鬧的道路，車水馬龍的；還可能是神秘的電力電網，充滿了能量的流動哦。當然啦，也有可能是虛擬的空間，就像一個夢幻的數字世界。

這些智能體小伙伴之間可友好啦，它們通過標準的通信語言愉快地交流著，有時候一起合作完成一件大事，就像小伙伴們一起搭建積木城堡；有時候互相協調，讓事情變得更順利，就像在一場接力賽中完美交接；有時候還會像小商人一樣談判呢！它們的組織方式也特別靈活多樣哦，有的是像學校里的班級一樣，有層級分明的控制結構，上級智能體就像老師一樣管理和協調著下級智能體；還有的是根據情況自發組織起來的，就像一群小伙伴在操場上自由地玩耍，根據游戲的變化隨時調整自己的角色和行動，是不是很有趣呢？

MAS 的優點那可真是數都數不過來哦！它超級靈活，就像一個會變形的超級英雄，可以根據環境的變化隨意增加、減少或修改智能體小伙伴，所以不管遇到多復雜的問題，它都能輕松應對，就像一個萬能的問題解決小能手！而且它特別可靠，就算有幾個智能體小伙伴不小心“生病”或者“迷路”了，其他的小伙伴依然能繼續工作，整個小鎮還是能正常運轉，不會受到太大的影響，是不是很讓人安心呢？它還有著神奇的自組織能力哦，能根據任務的需求自動分工、做出明智的決策和巧妙地解決沖突，就像一個有著默契的大家庭！在一些緊急的情況，比如災難救援和交通優化這些關鍵時刻，它能迅速做出反應，不需要人類一直盯著，就像一個自動運行的守護天使，默默地守護著我們的生活呢！

 大語言模型

大語言模型（LLMs）可是自然語言處理和人工智能領域的超級明星哦！它們就像一座巨大的知識寶庫，是基于超厲害的 Transformer 架構建造起來的，在海量的文本數據海洋里暢游訓練，擁有著超級多的參數，就像無數顆閃閃發光的寶石。

這些模型還有著神奇的“魔法”哦，當它們的參數達到一定程度的時候，就會突然出現一些讓人驚嘆的能力，比如類比推理和零樣本學習，就像在魔法世界里突然學會了新的魔法咒語一樣！比如說，當遇到一個全新的問題時，它們能像聰明的魔法師一樣，利用在大量文本中積累的知識和奇妙的模式，進行類比和推理，嘗試著給出合理的解決方案，而不需要專門針對這個問題進行長時間的訓練，是不是超級厲害呢？

但是哦，它們也有自己的小煩惱啦。現實世界的知識就像一陣風，不停地在變化，可它們有時候卻有點跟不上節奏，就像穿著厚重盔甲的騎士在快速奔跑。所以研究者們一直在努力尋找辦法，想讓它們能和最新的知識“手牽手”，一起前進。而且呀，它們的發展還帶來了一些讓人頭疼的地緣政治和倫理問題哦。比如說，它們訓練需要消耗大量的計算資源，這就像一個超級大胃王，需要吃很多很多的“能量食物”，這在全球范圍內引發了資源分配和競爭的討論。還有哦，它們可能會被一些壞心眼的人利用，用來生成虛假信息或者侵犯別人的隱私，這就像一把雙刃劍，所以我們得好好地規范它們的使用，給它們戴上一個安全的“小帽子”呢！在多智能體協作系統里，雖然大語言模型是智能體的“聰明大腦”，但也得解決好多好多的問題哦，比如怎么讓智能體小伙伴之間愉快地交流，怎么避免錯誤信息像小病毒一樣傳播，還有怎么高效地做出決策，這些都是不小的挑戰呢，就像一道道需要跨越的小山峰！

協作式人工智能

協作人工智能就像是一場超級歡樂的智能派對哦！它的目標就是讓智能體和其他智能體或者人類愉快地合作，一起創造美好的事物。它的發展就像一棵茁壯成長的大樹，是因為人工智能這棵大樹越來越枝繁葉茂，我們需要智能體之間更加緊密地協作，而且大家驚喜地發現，合作能讓效率像火箭一樣飛速提高哦！

它涉及的領域可多啦，就像一個大大的拼圖，包括多智能體系統、人機交互、博弈論和自然語言處理等等，這些領域就像拼圖的每一塊，通過巧妙地整合它們的技術，就能創造出很多超級有用的應用，就像拼出了一幅美麗的畫卷。在協作人工智能這個大派對里，協作機制就像不同的舞蹈風格，有合作、競爭和合作競爭這些形式哦。

大語言模型的出現就像給這個派對帶來了新的音樂和燈光，給多智能體協作帶來了全新的機會哦！比如說，讓智能體之間的交流變得更加順暢和豐富，就像給它們裝上了一個高級的翻譯器。但是呢，也帶來了一些新的問題，就像派對上突然出現的小插曲，比如怎么讓它們更好地協作，就像要讓不同性格的舞者跳出完美的舞蹈一樣，這可是研究者們正在努力攻克的難題哦，相信他們一定能找到解決辦法，讓這個派對更加精彩！

 啥是多智能體協作？

 你可以這么理解

 問題定義

每個協作通道都有自己獨特的魔法屬性哦，這些屬性是由參與的智能體、協作類型、結構和策略等因素共同決定的呢！協作類型就像不同的魔法流派，有合作、競爭和合作競爭這些哦。合作就像一個溫暖的魔法大家庭，大家一起努力，共同施展強大的魔法；競爭就像一場激烈的魔法競賽，每個智能體都想展示自己最厲害的魔法；合作競爭就像一場魔法聯盟賽，既有合作又有競爭，是不是很有趣呢？協作結構就像不同的魔法城堡布局，有集中式、去中心化和層次式等，不同的布局有不同的優缺點哦。協作策略就像不同的魔法修煉方法，有基于規則、角色或模型的，每種策略都有自己的獨特之處呢！這些不同的組合就像不同的魔法配方，形成了各種各樣的協作通道，滿足不同的魔法任務需求哦！

 咋實現？

 簡單說下

接下來，我們就要像勇敢的探險家一樣，深入研究基于大語言模型的多智能體協作系統這個神秘的寶藏啦！重點關注協作通道的關鍵特性，這里面可是藏著無數的秘密和驚喜哦，包括協作類型、策略、通信結構和協調機制等等，準備好和我們一起挖掘這些寶藏了嗎？

 協作類型

合作（Cooperation）：當智能體們選擇合作的時候，它們就像一群親密無間的小伙伴，組成了一個超級團結的魔法團隊哦！它們會把自己的小目標和集體的大目標完美對齊，就像把拼圖碎片準確地拼在一起，然后一起努力完成魔法任務。但是哦，也有一些小麻煩，比如交流太多可能會像魔法能量消耗過快一樣增加計算成本，協調起來也不是一件容易的事情，如果有智能體不小心“掉鏈子”，可能會影響整個魔法團隊的表現哦！

競爭（Competition）：當智能體們進入競爭模式的時候，它們就像在魔法競技場上的勇士，優先考慮自己的目標哦！智能體們在充滿挑戰的游戲里競爭，這能激發它們的潛力，提高自己的推理和解決問題的能力，就像勇士在戰斗中變得更強大一樣！競爭能像一陣魔法風一樣激發創新，但也需要有像魔法裁判一樣的機制來解決沖突，不然可能會亂了套哦！

合作競爭（Coopetition）：這種協作類型超級特別哦，就像一場既有合作又有競爭的魔法冒險之旅！在談判場景中，智能體們會像精明的商人一樣權衡利益，達成互利的協議，就像在魔法市場上討價還價一樣！混合專家（MoE）框架也是合作競爭的一種，多個專家模型就像不同的魔法大師，競爭著為最終輸出貢獻自己的力量，是不是很有趣呢？

不同協作類型的協調：在實際的魔法應用中，常常需要把不同的協作類型巧妙地結合起來哦。

 協作策略

基于規則的協議（Rule-based Protocols）：智能體們按照預先設定的規則交流，就像在玩一場有嚴格規則的魔法游戲哦！在[151]中，智能體模仿人類的協作方式，比如像在魔法議會里進行辯論和投票，高效地完成協作，是不是很有趣呢？在[162]中，動態規則協議能根據情況像一個聰明的魔法調整師一樣優化通信和協調，很厲害吧！基于規則的策略在一些有明確步驟的任務中，就像在魔法迷宮里按照固定路線行走一樣有效，比如尋求共識和導航，但如果遇到意外情況，就像突然出現的魔法陷阱，可能就不太靈活了哦！

基于角色的協議（Role-based Protocols）：智能體們根據自己的角色分工協作，就像在一個魔法劇團里，每個演員都有自己的角色和任務哦！在 AgentVerse[24]和 MetaGPT[56]中，通過給智能體分配角色，提高了系統的效率和模塊化程度，讓整個系統像一個運轉良好的魔法機器！比如有的智能體負責收集魔法材料，有的負責煉制魔法藥水，每個角色都至關重要。但如果角色沒分配好，就像演員演錯了角色，可能會出現問題哦，所以要很小心呢！

基于模型的協議（Model-based Protocols）：智能體們根據輸入、環境和目標進行概率決策，就像在一個充滿不確定性的魔法森林里，根據各種神秘的線索做出判斷哦！通過心理理論（ToM）推斷和概率圖模型（PGM）等方法，能讓決策更靈活，在動態環境中表現超棒，就像擁有了能看穿迷霧的魔法眼鏡！但這種策略設計起來有點復雜，計算成本也比較高，就像打造一件極其珍貴的魔法神器哦！

 通信結構

集中式結構（Centralized Structure）：所有智能體都和中央智能體連接，中央智能體就像一個魔法指揮官，負責管理和協調哦！聯邦學習（FL）就是一種集中式的 MAS，它能把多個智能體的學習成果聚合起來，優化全局模型，就像把大家的魔法力量集中起來一樣！還有 LLM-Blender 和 AgentCoord 等工具，也利用集中式結構讓智能體們更好地交流和協作哦，就像搭建了一個魔法通訊塔，讓信息快速傳遞。

去中心化和分布式結構（Decentralized and Distributed Structure）：控制和決策分散在多個智能體之間，智能體們可以直接交流，就像一個自由的魔法社區哦！在 MedAgent、MetaGPT和 MARG 等系統中，這種結構讓智能體們更自主，提高了系統的可擴展性，但也帶來了一些小問題，比如通信開銷大，就像魔法信件在社區里飛來飛去太多了，資源分配不太好處理哦，就像魔法資源在社區里分布不均。

層次式結構（Hierarchical Structure）：智能體們像在一個魔法城堡里一樣，按層次組織，有不同的功能和權限哦！在 AgentVerse 和 DyLAN 等框架中，通過層次式結構能更好地分配任務和協作，提高資源利用效率，但也會讓系統變得有點復雜，延遲可能會增加哦，就像在城堡里傳遞消息需要經過很多層，速度會慢一些。

 協調與編排

靜態架構（Static Architecture）：依靠領域知識和預先設定的規則建立協作通道，就像在搭建一座有藍圖的魔法城堡哦！在[23]中，通過順序連接智能體解決復雜問題，就像接力賽一樣，一個接一個地完成任務，每個智能體都在自己的環節發揮關鍵作用！在 MapCoder 和 MACRec 等框架中，預定義的協作通道能優化特定領域的任務流程，讓工作更高效，就像給魔法工具設置了專門的使用路徑。

動態架構（Dynamic Architecture）：這種架構很靈活，能根據環境和任務的變化隨時調整哦！就像一個會變形的魔法生物，能適應各種情況！Solo Performance Prompting（SPP）根據輸入動態識別角色，在[61]中，基于圖的編排機制能動態構建任務依賴關系，讓系統的響應速度和可擴展性大大提高，就像給系統裝上了一對能快速飛行和隨意變大變小的魔法翅膀！

 總結與經驗教訓

基于大語言模型的多智能體協作系統雖然已經取得了不少進步，但前方還有很長的路要走哦！要建立良好的協作通道，讓智能體們順暢交流，就像修建一條條平坦的魔法道路；整合領域知識，讓系統更聰明，就像給系統注入強大的魔法智慧；動態分配角色和選擇合適的協作策略，提高系統性能，就像給智能體們穿上合適的魔法裝備。同時，也要考慮系統的可擴展性、倫理和安全問題，不能讓智能體們“闖禍”哦，就像給系統設置堅固的魔法防護盾！

 能干啥？

 5G/6G 和工業 5.0

在 5G/6G 無線網絡中，有很多厲害的框架哦！LLM-SC、LaMoSC 和 LAM-MSC 等能提升語義通信性能，就像給網絡裝上了超級魔法加速器，讓信息飛速傳遞！GMAC 和 MSADM 等可以優化數據傳輸和網絡管理，讓網絡運行得更順暢，就像有魔法小精靈在網絡里清理障礙！在工業 5.0 領域，基于大語言模型的物聯網系統，比如[137]、[111]和[112]等，能讓智能家居、交通和工業生產變得更智能，就像給它們施加了智能魔法，但這些應用都很“貪吃”，需要很多計算資源哦，就像魔法巨龍需要大量的魔法寶石來維持能量。

問答/自然語言生成

OpenAI 的 Swarm、Microsoft 的 Magentic-One、IBM 的 Bee Agent 和 LangChain 等框架，讓問答和自然語言生成變得更厲害啦！它們就像一群超級魔法助手，幫助我們更好地獲取信息和表達想法哦！還有 Agent-as-a-Judge 和 Benchmark Self-Evolving 等新的評估框架，能更準確地評價智能體的回答，就像一個嚴格的魔法裁判！Orca-AgentInstruct 通過多智能體協作生成高質量的合成數據，給大語言模型提供了更多的“食物”，讓它們變得更強大，就像給魔法寶盒裝滿了珍貴的魔法材料哦！

社會和文化領域

在社會科學研究中，基于大語言模型的智能體可以模擬人類行為和社會互動哦，就像在演一場精彩的魔法情景劇！在[89]中，智能體扮演辦公室員工等角色進行討論，很有趣吧！在社會應用方面，智能體可以代替人類參與實驗、生成自然語言數據和增強模擬的真實性，就像一個貼心的魔法小助手！在文化應用中，CulturePark[73]和 Mango[94]等框架能促進跨文化理解和文化知識提取，但大語言模型在模擬人類社會和文化行為時還不太完美，需要一些標準來衡量哦，就像給魔法表演制定評分規則。

還有哪些問題？

 邁向群體智慧的道路

要實現人工集體智慧可不容易哦，就像攀登一座高聳入云的山峰！有好多挑戰呢！比如統一治理，要設計好協調和規劃機制，就像制定完善的法律；共享決策，要找到更好的方法讓智能體們一起做決定，就像組織一場公平的投票；優化智能體，解決它們的固有問題，就像治療傷病；考慮可擴展性和資源管理，不能讓系統“堵車”，就像保持交通的順暢；還要發現意外泛化，讓智能體們擁有更強大的創造力，這都需要我們不斷地探索和努力哦！

 綜合評估與基準測試

評估基于大語言模型的 MAS 就像給魔法生物進行體檢，需要更全面的標準哦！包括系統性能、協作效率和情境適應性等方面。目前的評估就像用簡單的尺子測量復雜的魔法物品，存在場景狹窄、缺乏標準化協議和動態性不足等問題。所以我們要建立統一、全面和動態的基準測試框架，就像打造一個萬能的魔法測量儀，這樣才能準確地評估這些系統的能力哦！

 倫理風險與安全

哎呀，LLMs 有時候會像調皮的小惡魔一樣產生幻覺信息，這在 MAS 中可能會像病毒一樣傳播和放大哦！這背后有兩個小“搗蛋鬼”，一個是 LLM 過度自信問題，另一個是智能體之間的誤解。而且 LLMs 還容易受到攻擊，就像魔法城堡容易被邪惡的魔法師攻打一樣，這讓 MAS 成為了誘人的攻擊目標。所以我們要像勇敢的魔法衛士一樣，確保智能體的安全和可靠運行，制定倫理準則，給系統穿上堅固的魔法鎧甲哦！

 結論

好啦，寶子們，今天我們一起在多智能體協作機制與大語言模型的奇妙世界里暢游了一番，是不是感覺超有趣呢？雖然還有很多挑戰，但我們相信隨著科技的不斷進步，這些問題都會慢慢被解決哦！未來，這些技術一定會給我們的生活帶來更多的驚喜和便利，讓我們一起期待吧！

論文地址：??https://arxiv.org/pdf/2501.06322??

 Multi-Agent Collaboration Mechanisms: A Survey of LLMs

原文鏈接：

https://www.yuque.com/u21774036/qnmlr1/kz4kg2ayf8i7b5i0?singleDoc# 《多智能體的魔法就得這么玩》

本文轉載自??AIGC前沿技術追蹤??，作者：喜歡學習的小仙女