202509
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DeepResearch 动态规划模块:多跳研究路径的自主生成与状态管理

剖析 DeepResearch 的动态规划核心机制,详解其多跳研究路径生成算法与状态管理策略,提供工程化参数配置与优化方向。

在深度研究代理(Deep Research Agent)的技术架构中,动态规划模块承担着核心的路径决策与状态管理职能。Tongyi DeepResearch 通过系统化的动态规划算法,实现了复杂多跳研究任务的自主路径生成与实时状态维护。本文将深入剖析其动态规划机制的核心实现细节。

动态规划建模:从问题拆解到路径优化

DeepResearch 将研究任务建模为多阶段决策过程,采用动态规划思想解决路径优化问题。其核心在于将模糊的用户指令(如"撰写联邦学习医疗应用综述")分解为可执行的子任务序列:

  1. 状态空间定义:每个研究步骤对应一个状态节点,包括当前信息获取程度、工具调用历史、已验证结论等维度
  2. 状态转移函数:基于实时观察结果(搜索反馈、网页内容、工具输出)动态调整后续路径
  3. 价值函数评估:使用定制化奖励模型评估各步骤的有效性,形成闭环反馈机制

在实际实现中,系统构建了双层状态编码:底层处理网页内容、用户上传文件等异构数据;高层维护任务级抽象状态,确保跨模态信息的统一处理。

IterResearch 范式:避免认知窒息的动态重构

传统的深度搜索代理面临"认知窒息"问题——随着上下文信息不断累积,模型推理质量显著下降。DeepResearch 引入 IterResearch 范式,通过动态工作区重构解决这一挑战:

每轮研究循环的精简策略

  • 仅保留前一轮最关键的输出结论(通常压缩至原内容的 20-30%)
  • 丢弃冗余的中间推理步骤和重复信息
  • 维护核心证据链的完整性

这种"合成与重构"的迭代过程使代理能够在长任务中保持清晰的"认知焦点"。实验表明,相比传统的全上下文累积方法,IterResearch 将复杂任务的完成准确率提升了 42%。

强化学习驱动的路径优化

在训练阶段,DeepResearch 采用定制化的 Group Relative Policy Optimization (GRPO) 算法:

算法核心特性

  • Token 级策略梯度:在 token 粒度进行策略优化,实现细粒度控制
  • Leave-one-out 优势估计:降低优势估计的方差,提升训练稳定性
  • 负样本选择性过滤:排除因长度限制未生成最终答案的轨迹,防止格式崩溃

训练环境配置

# 模拟训练环境参数
simulated_env_config = {
    "offline_wikipedia_db": "path/to/database",
    "max_tool_calls_per_step": 3,
    "retry_failed_calls": True,
    "redundant_providers": ["primary_search", "backup_search"]
}

状态管理的工程化参数

在实际部署中,动态规划模块提供以下可调参数:

路径生成参数

  • max_research_rounds: 最大研究轮数(默认:8)
  • information_saturation_threshold: 信息饱和阈值(0.7-0.9)
  • branching_factor: 每轮探索分支数(2-4)

状态压缩参数

  • context_compression_ratio: 上下文压缩比例(0.2-0.3)
  • essential_output_selection: 关键输出选择策略(top-k 或基于重要性评分)
  • memory_retention_policy: 长期记忆保留策略(基于时效性或相关性)

超时与回退机制

  • step_timeout_ms: 单步执行超时(30000ms)
  • max_retry_attempts: 失败重试次数(3)
  • fallback_to_simpler_strategy: 降级策略启用阈值

实际应用案例

高德 Mate 导航规划

在高德地图的 AI copilot "小高"中,动态规划模块处理复杂旅行规划命令:

用户指令:"规划一个3天的自驾游,包含西湖、黄山景点和宠物友好酒店"

动态规划路径:
1. 检索西湖周边景点与宠物政策 → 状态:获取基础信息
2. 搜索黄山住宿选项 → 状态:验证酒店可用性  
3. 计算自驾路线时间 → 状态:优化行程安排
4. 整合多源信息生成详细行程 → 状态:任务完成

法睿法律研究代理

在法律研究场景中,系统通过多跳检索构建完整的法律论证链:

研究路径状态迁移:
初始状态:查询"数据跨境传输合规要求"
→ 状态1:检索相关法律法规条文
→ 状态2:交叉引用典型案例
→ 状态3:合成分析结论
→ 终态:生成带准确引用的专业报告

性能监控与优化方向

关键监控指标

  • 路径决策准确率:衡量动态规划路径选择的正确性
  • 状态压缩效率:评估工作区重构的信息保留效果
  • 多跳推理深度:统计平均研究轮数与信息增益
  • 耗时分布:分析各阶段的时间占比

当前限制与优化方向

已知限制

  1. 128K 上下文长度对超长程任务仍显不足
  2. 离线训练环境与真实 Web 存在分布差异
  3. 复杂路径的探索空间指数级增长

优化策略

  • 采用分层状态表示,压缩状态空间维度
  • 引入蒙特卡洛树搜索优化路径探索
  • 开发部分 rollout 技术提升 RL 效率
  • 增强离线环境的真实性模拟

结论

DeepResearch 的动态规划模块通过系统化的状态管理和路径优化算法,实现了复杂研究任务的自主执行。其核心创新在于将传统的动态规划理论与现代强化学习技术相结合,在多跳推理和信息状态管理方面取得了显著进展。随着上下文窗口扩展技术和训练方法的持续改进,这一模块有望在更复杂的现实场景中发挥更大价值。

工程实践表明,合理的参数配置和监控机制是确保动态规划模块稳定运行的关键。建议在实际部署中根据具体任务特性调整状态压缩比例和探索参数,在信息完整性和计算效率之间找到最佳平衡点。