一篇Graph+AI Agents最新技术综述


一篇Graph+AI Agents最新技术综述

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最近出了一篇关于图(Graphs)与人工智能代理(AIAgents)结合的综述性研究,提出了一个分类框架来组织这一领域的研究进展,详细讨论了图技术在AI代理的规划、执行、记忆和多代理协调等核心功能中的作用。
Graph与AIAgents相结合的总体示意图。
图方法论:利用图进行图数据组织和知识提取
人工智能代理方法论:基于大型语言模型(LLM)的基础模型和基于强化学习(RL)的学习范式,构成了人工智能代理的核心流程
人工智能代理用于图:代理在图建模和学习方面的强大能力,例如图注释、合成和理解
图用于人工智能代理:图和图学习在增强代理核心功能(包括代理规划、执行、记忆和多代理协调)中的作用和潜力
代表性应用
挑战和未来机遇
知识图辅助推理:利用知识图(KG)辅助AI代理进行任务推理,通过提取多跳子图信息,增强代理对任务的理解和推理能力。代表方法包括QA-GNN、ToG、KG-CoT、RoG、MindMap和PoG。
结构化推理:通过树状或图状结构组织LLM代理的中间思考过程,提高推理效率和准确性。代表方法包括ToT、RATT、GoT、GraphofThoughts和RwG。

规划方法:利用LLM的推理能力和GNN优化子任务执行路径,提高任务分解和执行的效率。代表方法包括AgentKit、DAG-Plan和FGRL。
3. 任务决策搜索

优化方法:通过引入记忆机制、进化算法和图结构优化,提高搜索效率和决策质量。
在AI代理的执行阶段,图技术通过优化工具使用和增强环境交互,显著提升了代理的执行效率和准确性。
具体来说:
工具使用:图技术帮助代理更高效地管理和调用大量工具,通过构建工具图和优化工具调用路径,减少令牌消耗,提高工具使用的准确性和效率。
环境交互:图技术通过启发式和基于学习的关系建模,增强了代理对环境的理解和交互能力。场景图和动态学习方法为代理提供了更丰富的环境信息,使其能够更有效地感知和响应环境变化。

图检索方法:通过结合语义相似性和图度量,设计定制化的检索器,提高从图结构记忆中检索信息的准确性和效率。例如,G-Retriever和GFM-RAG结合语义相似性和图度量进行检索,SubgraphRAG提供基于查询相关性的灵活子图检索机制,LightRAG提出双检索系统,GRAG提出线性时间检索策略,PathRAG通过流式剪枝减少检索延迟。
动态更新和维护:一些方法关注于如何动态地更新和维护图结构的记忆,以适应新的经验和交互。例如,A-MEM通过动态索引和链接创建相互连接的知识网络,Zep通过时间感知的层次化知识图谱引擎动态整合对话数据,HippoRAG和LightRAG采用动态增量图更新策略,KG-Agent引入LLM进行知识图谱更新,InstructRAG采用RL代理进行图维护。
图技术通过优化消息传递和通信拓扑,显著提升了多智能体系统的协调能力:
任务依赖关系:利用任务依赖图(TDG)优化消息传递,如FLOW-GNN和LGC-MARL。
任务分配关系:通过任务分配关系优化信息交换,如RandStructure2Vec和MAGNNET。
环境特定关系:基于环境特性建模代理关系,如GRL和MAGNNETO,或动态学习关系权重,如GraphComm和MAGI。
边重要性测量:通过注意力机制或参数化边权重学习潜在边,如DICG和G2ANet。
图自编码器优化:使用图自编码器预测代理节点之间的边,如G-Designer和GNN-VAE。
强化学习:通过奖励函数优化代理节点之间的边,如HGRL和GPTSwarm。

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文章作者: ZejunCao
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