智源社区 07月21日 23:37
多智能体强化学习:从单智能体到 LLM-Agents 的演进丨「大模型时代下的Agent建模与仿真」读书会·周二直播
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本文深入探讨了从单智能体强化学习(RL)到多智能体强化学习(MARL)再到融合大语言模型(LLMs)的技术演进路径。文章梳理了RL的基础框架,包括状态、动作、奖励、策略等核心概念,以及Q-Learning、PPO等典型算法。随后,重点阐述了MARL在应对多方博弈、群体协作等复杂问题上的挑战与解决方案,如独立学习、集中训练与分布执行(CTDE)框架下的主流模型。最后,文章展望了LLMs如何作为语言感知、行为规划和通信引擎,赋能构建具备推理、协作与语言能力的认知型智能体系统,预示着Agent建模与仿真新范式的到来。

🤖 **强化学习基础框架与深度演进:**文章首先梳理了强化学习(RL)作为智能体-环境交互核心范式的基本原理,涵盖状态、动作、奖励、策略、值函数等概念,并介绍了从Q-Learning、SARSA到REINFORCE、PPO等值函数与策略优化方法的演化。特别强调了深度强化学习(Deep RL)如何通过引入神经网络,极大提升了在高维状态空间下的泛化能力和样本效率,并以DQN和PPO为例剖析了其关键机制,为理解智能体决策奠定基础。

🤝 **多智能体强化学习(MARL)的群体协同:**文章深入探讨了MARL如何从单智能体走向群体智能,以解决多方博弈、群体协作等复杂问题。详细分析了MARL面临的非平稳性、信用分配等挑战,并介绍了Independent Q-Learning以及CTDE(集中训练、分布执行)框架下的VDN、QMIX、MADDPG、MAPPO等主流模型机制。通过回顾MARL在《星际争霸II》、《德州扑克》等复杂博弈以及机器人协作等任务中的经典成果,展示了其在实现群体智能方面的巨大潜力。

🧠 **大语言模型(LLMs)赋能认知型智能体:**文章指出,大语言模型的崛起为构建具备推理、协作与语言能力的认知智能体提供了前所未有的技术基础。LLMs可以通过作为状态嵌入器(语言感知)、策略生成器(行为规划)或通信引擎(信息交互)三种路径,与MARL深度融合。文章展望了“语言即策略”的LLM-Agents范式,认为其将重塑群体智能与复杂系统建模,打开人工智能泛化能力、交互能力与社会适应能力的新局面。

🚀 **技术进化路径与未来趋势展望:**本次分享围绕“单智能体强化学习 - 多智能体强化学习 - 大语言模型”这一技术进化路径,系统性地介绍了智能体系统从基础到前沿的发展逻辑。文章强调,融合MARL与LLMs的认知型智能体系统正形成新的研究范式,为解决更复杂的现实世界问题提供了强大的工具和理论支撑,预示着智能体将在未来扮演更加关键的角色。

强化学习(Reinforcement Learning, RL)作为人工智能中建模“智能体-环境交互”的核心范式,近年来已在众多复杂系统中展现出惊人的性能。随着深度神经网络与计算资源的发展,RL已从传统的表格型方法迈向深度强化学习(Deep RL)阶段,极大拓展了其在高维状态空间下的泛化能力与实用性。

在此基础上,多智能体强化学习(Multi-Agent Reinforcement Learning, MARL)应运而生,成为应对多方博弈、群体协作与复杂机制设计等问题的关键技术路径。近年来,MARL在多个领域取得了令人瞩目的成果:它不仅推动了《星际争霸II》、《德州扑克》、《陆军棋》等复杂博弈中超越人类的AI系统诞生,也在经济政策优化、仿人足球、多机器人协作、语言涌现与社会行为建模等任务中实现重大突破,成为连接智能体学习与群体智能的核心桥梁。强化学习也因此从单体智能迈向群体智能,从控制优化工具演化为“社会建模引擎”。

与此同时,大语言模型(Large Language Models, LLMs)的崛起,为构建具备推理、协作与语言能力的认知智能体提供了前所未有的技术基础。LLMs不仅能以自然语言感知环境、表达意图,更能作为策略生成器、通信协议或行为控制器嵌入强化学习体系中,成为多智能体系统中的“语言中枢”与“知识内核”。基于此,融合MARL与LLMs的认知型智能体系统,正逐步形成新的研究范式,为人工智能的泛化能力、交互能力与社会适应能力打开新局面。

本次分享将围绕“单智能体强化学习 - 多智能体强化学习 - 大语言模型”这一技术进化路径,系统讲解从单智能体强化学习到多智能体协同的机制构建,再到融合语言模型的前沿探索,帮助您全面理解当代智能体系统的发展逻辑与未来趋势。

一、强化学习基础框架:从单智能体到深度策略优化的核心原理梳理

    理解智能体决策过程:系统解析状态、动作、奖励、策略、值函数等基本概念及其交互闭环;

    强化学习的典型方法谱系:从值函数方法(如Q-Learning、SARSA)到策略优化方法(如REINFORCE、PPO)的一体化进化;

    深度强化学习的关键机制:引入神经网络后的泛化能力、经验回放、目标网络、策略稳定性与样本效率提升机制;

    代表算法结构剖析:聚焦DQN与PPO算法的实际构建流程,搭建强化学习系统的基础认知图谱

    深度强化学习在组合优化问题求解中的应用实践:介绍深度强化学习在求解组合优化问题中的思路与案例

二、多智能体强化学习范式演进:从独立学习到群体协同的策略博弈建模

    MARL问题定义与挑战全景:非平稳性、信用分配、策略耦合、通信建模等核心瓶颈分析;

    典型方法框架解析:从Independent Q-Learning到CTDE(集中训练、分布执行)框架下的VDN、QMIX、MADDPG、MAPPO等主流模型机制;

    多智能体强化学习经典工作:回顾多智能体强化学习在复杂博弈与协作任务中的经典工作;

三、融合大语言模型的多智能体智能体建构:LLM-Agents范式的兴起与技术逻辑

    LLM引入的三类路径:作为状态嵌入器(语言感知)、策略生成器(行为规划)与通信引擎(信息交互)

    构建语言协同智能体:刻画语言中的目标意图、环境状态与多智能体指令分发关系,实现“语言即策略”;

    展望未来:LLM-Agents作为通用型协作智能体架构的雏形,将如何重构群体智能与复杂系统建模的新范式。

    强化学习 / 深度强化学习 / 马尔可夫决策过程 / 组合优化

    多智能体强化学习 / 博弈论 / 蒙特卡罗树搜索 / 大语言模型

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曾利,国防科技大学系统工程学院二年级在读博士,立理AI联合创始人。本硕博均就读于国防科技大学,在Nature Machine Intelligence、ICDM、CIKM、科研管理等会议和期刊上发表学术论文30余篇。

研究方向:复杂网络、强化学习、组合优化、大语言模型等

2025年7月22日(周二)晚上19:30-21:30

https://pattern.swarma.org/study_group_issue/923?from=wechat

集智俱乐部联合山东工商学院副教授高德华、天津大学教授薛霄、北京师范大学教授张江、国防科技大学博士研究生曾利共同发起「大模型时代下的Agent建模与仿真」读书会。读书会自2025年7月8日开始,每周二晚上7:30-9:30进行,预计持续分享8周左右。扫码加入Agent建模与仿真的前沿探索之旅,一起共学、共创、共建、共享「大模型时代下的Agent建模与仿真」社区,共同畅想大模型时代人工社会的未来图景!

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