多智能体系统架构解析

多智能体系统(MAS)不仅是对人类社会协作关系的映射,其真正价值在于探索和创造具备超协同增益的AI群体智能。

一、问题思考

在 AI 快速发展的今天,我们能明显感受到不同智能系统的差异:有的擅长自然对话,有的依托技能点精准响应。

deepseek(自然对话) vs 豆包(技能点模式):

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这种技能架构的差异,直接导致二者在使用方式、适配场景与用户体验上呈现显著不同。

而多智能体系统,正是通过独特的架构设计,让 AI 突破单智能体的能力边界,实现更复杂的任务协作。

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二、多智能体系统介绍

2.1 概念简介

多智能体系统(Multi-Agent Systems, MAS)是相对单智能体系统(Single-agent System)而言。

多智能体组成虚拟团队,模拟人类专业协作模式,以解决超越单智能体能力边界的复杂问题。

其实和人类很像,一个人的大脑装太多信息会影响效率,单智能体面对复杂任务时,稳定性和能力都会受限。而多智能体系统,就像组建了一个虚拟专业团队,通过模拟人类协作模式解决复杂问题。正所谓“术业有专攻”,一个人的力量,永远抵不过一个专业的团队。

    这就是 MAS,即多智能体系统设计的初衷。

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    2.2 技术本质

    MAS 技术本质是 分布式系统思想 的延续,构建分布式认知网络,通过智能体(Agent)间的目标驱动协作与环境交互反馈,实现超越单智能体能力边界的复杂问题求解。

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    MAS 的技术独特性:

    • 功能节点从预定逻辑功能(eg. 数据库节点、计算节点)提升为具备意图推导能力
    • 通信内容从结构化数据升级为自然语言指令
    • 决策机制从中心控制变为协商自治

    基于以上三点,让多智能体之间像专业团队一样 “各司其职、灵活协作”。

    三、LangGraph 多智能体系统

    从极具代表性的 AI 框架中汲取本质思想(MAS 架构的实践典范)

    3.1 多智能体架构

    在多智能体系统中,有几种连接智能体的方法:

    • 网络:每个智能体都可以与 其他所有智能体 进行通信
    • 监管智能体:每个智能体与单个监管智能体进行通信
    • 监督者(工具调用):这是监督者架构的一种特殊情况,单个智能体可以表示为工具
    • 分层式:你可以使用 超级监督智能体 定义一个多智能体系统
    • 自定义:每个智能体仅与一部分智能体进行通信

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    3.2 核心概念 

    Command

    LangGraph 中构建多智能体架构的新工具/语法糖

    Command = 更新状态(节点) + 控制流(边)(即 让Agent 知道 “下一步做什么、状态怎么更新”)

    const myNode = (state: typeof StateAnnotation.State) => {
      return new Command({
        update: { foo: "bar" },
        goto: "other_subgraph", // where `other_subgraph` is a node in the parent graph
        graph: Command.PARENT,
      });
    };

      多智能体交互中的一种常见模式,即一个智能体将控制权交接给另一个智能体。

      # With type hints, you can specify the possible nodes this can go to.
      def agent(state: MessagesState) -> Command[Literal[..., END]]:
          ...
          return Command(
      	    goto=...,  # The next node(s) to go to
      	    update={"messages": [response]}  # The update to apply to the state
      	  )
      两者的关联

      关联代码实现:

      // Define the nodes
      const nodeASubgraph = async (_state: typeof StateAnnotation.State) => {
        console.log("Called A");
        // this is a replacement for a real conditional edge function
        const goto = Math.random() > .5 ? "nodeB" : "nodeC";
        // note how Command allows you to BOTH update the graph state AND route to the next node
        return new Command({
          update: {
            foo: "a",
          },
          goto,
          // this tells LangGraph to navigate to node_b or node_c in the parent graph
          // NOTE: this will navigate to the closest parent graph relative to the subgraph
          graph: Command.PARENT,
        });
      };
      
      
      const subgraph = new StateGraph(StateAnnotation)
        .addNode("nodeA", nodeASubgraph)
        .addEdge("__start__", "nodeA")
        .compile();
      
      
      const parentGraph= new StateGraph(StateAnnotation)
        .addNode("subgraph", subgraph, { ends: ["nodeB", "nodeC"] })
        .addNode("nodeB", nodeB)
        .addNode("nodeC", nodeC)
        .addEdge("__start__", "subgraph")
        .compile();
      
      
      await parentGraph.invoke({ foo: "" });

      Command 驱动 Handoffs 的发生,而 Handoffs 是 Command 在智能体间传递的载体和实现方式。

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      四、 其他多智能体系统探究

      除LangGraph 框架之外,其他优秀的多智能体框架介绍:

      4.1 AutoGen(Microsoft)

      AutoGen 的核心价值:让 AI 协作 “像聊天一样自然”

      1、基类与角色分工

      • 核心基类:ConversableAgent 对话引擎
      • 角色分工:AssistantAgent、UserProxyAgent、GroupChatManager

      2、定义Agent + 定制交互逻辑

      • 定义Agent:人类代理A、助手B
      • 注册自定义回复函数:让Agent 具备智能响应能力

      3、程序运行:对话驱动的任务执

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      4.2 CrewAI(OpenAI)

      CrewAI 既支持 “智能体自主协作”(Crew),也支持 “流程化精细编排”(Flows),覆盖从灵活创新到严格流程的多样化协作需求

      • Crew 模式

      Agent 拥有独立能力(LLM + Tools)和共享记忆,自主分工执行任务

      • Flows 模式

      通过 Code 编排协作单元的交互,结合状态管理实现流程级精细控制

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      核心对比:

      维度

      Crew 模式

      Flows 模式

      控制粒度

      智能体自主决策

      代码定义的流程级控制

      核心优势

      灵活分工、自主协作

      步骤精确、依赖清晰

      典型场景

      创意生成、多角色模拟

      数据流水线、复杂工作流

      4.3 MetaGPT(国产)

      MetaGPT 多智能体协作开发软件的标准流程(SOP)

      • 左侧:软件开发标准流程
      • 中间:智能体分工
      • 右侧:人机交互阶段

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      MetaGPT提出了一个通信协议,以提高角色通信效率,还实现了结构化的通信接口和有效的发布-订阅机制

      • 共享消息池:协作的“神经中枢”

      发布(publish):将信息写入消息池(eg. PM 发布任务)

      订阅(subscription):监听感兴趣的消息(eg. Engineer 订阅开发任务)

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      4.4 小结

      AutoGen、CrewAI、MetaGPT 三款 MAS 框架对比:

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      五、结语

      多智能体系统(MAS)不仅是对人类社会协作关系的映射,其真正价值在于探索和创造具备超协同增益的AI群体智能。

      然而,不同框架之间依然存在较高的学习和开发门槛。随着 LLM 能力的持续提升,未来的 Agent 框架必将朝着更简洁、高效、易用的方向演进。

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