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DAY 17
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自我挑戰組

AI Agent 從零開始系列 第 17 篇

Agent 到底需要 Planning 嗎?

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答案是:絕對需要。而且「能否進行有效 Planning」正是劃分「普通 LLM Wrapper」與「真正自主 Agent」的分水嶺。

如果把 LLM 比喻為 Agent 的「大腦語言區與常識庫」,那麼 Planning 機制就是 Agent 的「前額葉皮質(Prefrontal Cortex)」——負責目標拆解、邏輯排程、自我糾錯與資源評估。


一、為什麼單靠 LLM 的 Next-Token Prediction 不夠?

沒有 Planning 的 LLM 運作模式是「走一步看一步」(Greedy Search)。面對簡單的單步任務(如:「幫我將這段英文翻譯成中文」)沒問題;但面對多步驟、高模糊度、具備外部約束的複雜任務時,缺乏 Planning 會直接導致以下崩潰:

  1. 死胡同困境(No Backtracking):LLM 無法在執行到第 3 步發現失敗時自動「退回第 2 步重新嘗試」,只會順著錯誤的上下文繼續硬講。
  2. 邏輯死鎖與無限迴圈:呼叫 Tool 時,如果 API 回傳錯誤,沒有 Planning 能力的 Agent 會用一模一樣的參數重複呼叫 Tool,直到 Token 耗盡。
  3. 過度短視(Greedy Execution):缺乏全盤考量,做出當下看起來合理、但會破壞最終目標的決策。

二、Agent 的 Planning 到底包含什麼?

在 LLM Agent 架構中,Planning 並非單一技術,而是由以下 3 個核心能力 組成:

                    ┌─────────────────────────┐
                    │      Agent Goal         │
                    └────────────┬────────────┘
                                 │
     ┌───────────────────────────┼───────────────────────────┐
     ▼                           ▼                           ▼
【1. Task Decomposition】   【2. Strategy & Search】   【3. Self-Reflection】
   (目標拆解與依賴判斷)         (路徑探索與動態調整)         (結果評估與自我修正)

1. Task Decomposition(任務拆解與依賴分析)

  • 核心邏輯:將一個模糊的巨型目標(如:「幫我寫一份競爭對手分析報告」)拆解為可執行的子任務 DAG(有向無環圖)。
  • 代表技術:
  • Chain-of-Thought (CoT):一步步思考。
  • Sub-goal Generation:明確標註任務間的先後順序(例如:必須先 搜尋對手 A 的產品清單,才能進行 價格對比)。

2. Strategy & Search(路徑搜尋與決策)

  • 核心邏輯:面對不確定性時,Agent 需要在多條潛在路徑中評估「哪條路成功率最高」。
  • 代表技術:
  • Tree of Thoughts (ToT) / Graph of Thoughts (GoT):系統性生成多個推理分支,並評估每個分支的可行性分值。
  • MCTS (Monte Carlo Tree Search):結合樹狀搜尋與獎勵模型,在廣大的行動空間中尋找最佳策略(類似 AlphaGo 的思考方式)。

3. Self-Reflection & Course Correction(自我反思與反饋糾錯)

  • 核心邏輯:當執行遭遇障礙(如 API 報錯、搜尋結果為空),機能健全的 Planning 模組會讀取 Error Log,修正內部的 Plan 再重新嘗試。
  • 代表技術:
  • ReAct (Reason + Act):Thought $\rightarrow$ Action $\rightarrow$ Observation 循環。
  • Reflexion:將失敗經驗寫入 Short-term Memory,在下一輪 Planning 中避免犯同樣的錯誤。

三、工程落地時的「Planning 兩難」

雖然 Planning 很重要,但在實際部署 Agent 系統時,工程師面臨顯著的 Trade-off(權衡):

評估維度 無 Planning (Direct Prompt) 強 Planning (ToT / MCTS / Heavy ReAct)
回應延遲 (Latency) 極低 (1~2 秒) 極高 (10~60 秒以上,需多次 LLM 轉發)
Token 成本 低 呈指數級增長 (多次 Branching 與 Reflection)
任務成功率 (Complex Tasks) 極低 (容易幻覺或在中途迷失) 高 (具備容錯與自我修正能力)

四、業界現階段的主流做法:漸進式 Planning

為了兼顧效率與成功率,現代 Agent 系統很少採用純粹的硬核樹狀搜尋,而是採用 「Hybrid Planning(混合式規劃)」 架構:

  1. Static Planning(前置定型規劃):先讓高階模型(如 Claude 3.5 Sonnet / GPT-4o)生成一份高層級的 Plan(JSON 格式步驟清單)。
  2. Dynamic Execution & Replanning(動態執行與重規劃):由輕量級 Worker Agent 逐步執行 Plan。只有當某步驟發生 Exception 或測驗失敗時,才觸發重規劃(Replanning),避免無謂的 Token 浪費。
  3. Deterministic Workflow + Agent Reasoning(工作流與 Agent 結合):將確定性高的流程用硬程式碼(如 LangGraph / AutoGen)固化,僅將真正的「邊界條件處理」與「靈活決策」交給 LLM Planning。

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