阶段实验报告

MARGENT:度量智能体系统中委派的边际价值

报告日期 2026-10-06 · 论文:NeurIPS 2026 投稿稿 · 代码:github.com/Candy26i/MARGENT

每个结果都标明来源:采集集=训练题上强制展开的分支,用标准答案打分;开发集诊断=开发池上按验证集选出的操作点;不相交评测=与采集集不相交的评测(MedQA、MMLU-Pro、AQuA-RAT 为固定 checkpoint 后只跑一次的锁定评测,GPQA-Diamond 100 同时是它的开发池)。

1. 结论

一句话结论:另一个智能体值不值得调用,取决于它能否把当前这个候选答案从错改对。按这个边际价值来度量和学习委派,一次选对的调用就能拿到大部分可测得的增益,学到的策略每题只用约半次调用。

91.7%
Gain@1 宏平均(论文表 1)

最好的一次委派占「直接提交 → 测得 oracle(事后最优)」全部增益的比例。采集集。

+17.1 pp
相对候选答案(论文表 3)

四个与采集集不相交的评测,宏平均 50.6% → 67.7%。其中 MedQA、MMLU-Pro、AQuA-RAT 为锁定评测;GPQA-Diamond 100 同时是它的开发池。

0.53
次调用 / 题(论文表 3)

同样四个评测上的平均子智能体调用次数(宏平均 0.526)。

71.5%
MMLU-Pro:1.07 次 = 3 次(论文表 5)

一次选择性调用与强制三次调用准确率相同。开发集诊断。

81.1 vs 75.2
AQuA-RAT:选择性 vs 强制全部(论文表 5)

1.03 次调用高于 3 次强制调用 5.9 pp。开发集诊断。

2.98–3.00
GRPO 继续训练的调用次数(论文表 10)

对照诊断,不是 MARGENT 的方法。从 MARGENT 的 SFT checkpoint 出发,只用结果奖励、无调用惩罚继续训练,策略退化为几乎每题三次调用。两次运行没有准确率记录。附录 D。

五条关键发现

  1. 可回收的价值集中在第一次选对的委派:Gain@1 宏平均 91.7%,第二次调用只多 0.5–4.5 分。采集集
  2. 一次调用的价值取决于调用谁:同一个 Reasoner 在 MedQA 净值 +6.8 pp,在 AQuA-RAT 是 −4.3 pp,Extractor 在四个任务上都接近零或为负。采集集
  3. 学到的策略在四个不相交评测上都高于自己的候选答案:宏平均 +17.1 pp,0.526 次调用 / 题;这是同一 scaffold 内的端到端差异,不是相对独立单模型基线的增益。不相交评测
  4. 约一次选择性调用 ≈ 三次强制调用:宏平均 73.2%@1.03 次 vs 73.6%@3.0 次,MMLU-Pro 持平,AQuA-RAT 反超 5.9 pp,GPQA 落后 6.0 pp。开发集诊断
  5. 候选答案本身对委派有用,只看结果的 RL 会学成「全都调用」:AQuA-RAT 上置空传给 Verifier 的候选答案,准确率 81.1% → 74.0%;只用结果奖励的 GRPO 继续训练走到 2.98–3.00 次调用 / 题,但没有准确率记录。开发集诊断

2. 方法

2.1 决策接口

系统里有一个可训练的 manager(Qwen3.5-9B)和三个冻结的子智能体;每一轮 manager 先写下候选答案,再二选一:提交,或委派给一个还没用过的子智能体。第 t 轮的状态是 s_t = (x, h_t, ŷ_t, U_t)(问题、交互历史、当前候选答案、已用过的子智能体集合),每个子智能体最多调用一次,所以一条轨迹最多 3 次委派。

u_t ∈ {commit} ∪ {delegate(a) : a ∈ A \ U_t}。(论文式 1)

表 R1. 三个子智能体。都冻结、贪心解码,只返回结构化的决策信号,不返回答案;修订候选答案和最终提交都由 manager 负责。
子智能体返回什么接收什么
Extractor与决策相关的事实及其极性问题与上下文
Reasoner问题分解、缺失的推理步骤问题与上下文
Verifier对当前候选答案的审计问题与上下文,加上 manager 当前的候选答案

2.2 边际价值的定义

Δ(s_t, a) = C(s_t, delegate(a)) − C(s_t, commit) ∈ {−1, 0, +1}。(论文式 2)

C(s_t, commit) 是直接提交当前候选答案是否正确;C(s_t, delegate(a)) 是强制委派给 a、让 manager 修订后立即提交这条分支是否正确。+1 是救回,0 是没变,−1 是损坏;它度量的是「调用、修订、提交」整个操作在固定修订协议下的效果,不是子智能体能力的内在度量。

2.3 同状态干预采集

  • 每道训练题先由温度 0 的 manager 不委派地生成根候选答案;从这个共同的根状态,强制「直接提交」和「委派给每个子智能体」。
  • 按广度优先枚举不重复子智能体的有序序列,最大深度 D ≤ 3;根错误时逐层评估,在首个出现成功的深度停止,并保留该层所有等长的成功序列。
  • 根正确时只评估一步委派,留作损坏分析;标准答案只用来给终端分支打分,从不展示给 manager 或子智能体。

2.4 边际价值蒸馏

表 R2. 蒸馏规则:三种根状态各给出什么监督目标(论文式 3、4)。
根候选答案采集到的分支蒸馏目标
正确只展开一步,用于损坏分析直接提交(Σ* = {ε})
错误,在深度 d 首次出现成功停在深度 d,保留该层所有成功序列从最短成功序列中按该题固定的种子均匀抽一条:d 次调用后提交
错误,到深度 D 都没有成功所有层都评估完无标签(Σ* = ∅):既不教提交,也不教委派

提交轨迹的数量被限制在救回轨迹数量的 ρ 倍以内(ρ 即提交/救回比,是数据构造超参数);SFT 更新完整的 manager,所以候选答案到最终答案的增益是端到端的,不只是路由效应。

为什么不用每次调用惩罚

终端正确性奖励分不清「直接提交」和「多余的委派」,每次调用惩罚则引入一个随任务变化的准确率与资源之间的汇率。MARGENT 改用字典序偏好:先看正确,正确的里面再看调用少。

MARGENT 总览图。左:从 manager 生成的同一状态出发,分别评估提交和每个委派,然后把最短成功轨迹蒸馏成 manager 的 SFT 数据。右:推理时学到的 manager 提交或委派给一个未用过的冻结子智能体,用结构化信号更新候选答案,再决定一次。
图 1. MARGENT 总览(论文图 1):左为从同一状态出发评估提交与每个委派并蒸馏最短成功轨迹,右为推理时学到的 manager 提交或委派给一个未用过的冻结子智能体。

3. 实验设置

表 R3. 实验设置(论文 §4.1 与附录 A)。
项目设置
BenchmarkMedQA(医学)、MMLU-Pro(广泛知识)、GPQA(科学)、AQuA-RAT(数学),都是多选题
采集集规模每个任务 400 个根状态,GPQA 200 个
开发池 / 锁定评测开发池 MedQA 200、MMLU-Pro 200、AQuA-RAT 254、GPQA 100。锁定评测(固定 checkpoint 后只跑一次)MedQA 500、MMLU-Pro 500、AQuA-RAT 254;GPQA-Diamond 100 与采集集不相交,但就是它的开发池
Manager 与子智能体Manager 为 Qwen3.5-9B,只有它被微调;子智能体是同一模型系列上的三个冻结的角色 LoRA
解码干预探针和子智能体调用都用贪心解码
搜索深度MedQA、AQuA-RAT 深度 3;MMLU-Pro、GPQA 深度 2
提交/救回比 ρ扫描 {0, 0.5, 1, 2, 3}。ρ = 0 只保留救回状态,策略几乎每题都委派;ρ 越大,保留的「直接提交已正确」的状态越多
比较对象(i) 同一个 manager 委派前的候选答案;(ii) 强制调用一次 Verifier;(iii) 强制调用全部三个子智能体;(iv) 测得的 oracle:每题选已评估序列中最好的一条
指标exact-match 多选准确率;平均子智能体调用次数;救回 / 纠正概率和损坏概率

4. 主要结果

4.1 一次委派之后还有多少价值可拿?采集集

每个任务三根柱:直接提交、最好的一次调用、测得的最好,组上方标 Gain@1。
图 2. 按最大委派深度的测得 oracle 准确率(论文表 1):直接提交 A0、最好的一次调用 A1、测得最好 AD,组上方为 Gain@1。每个任务上一次调用都拿到大部分可测得增益。
论文表 1. 按最大委派深度的测得 oracle 准确率(%)。每行来自同一个采集集。
任务n直接提交 A0最好一次调用 A1测得最好 ADGain@1
MedQA40076.0091.7592.2596.9%
AQuA-RAT40054.2585.7587.2595.5%
MMLU-Pro40053.2571.7573.5091.4%
GPQA20043.0065.0069.5083.0%
宏平均–56.6378.5680.6391.7%

可回收的价值集中在第一次选对的委派:一次调用在三个任务上拿回测得增益的 90% 以上,宏平均 91.7%。第二次调用只多 0.5–4.5 分,两个深度 3 的采集集上第三次调用多 0 分;GPQA 的直接提交准确率最接近随机,第二次调用多 4.5 分。

4.2 一次调用的价值取决于调用谁采集集

四个任务乘三个子智能体的净边际价值,单位 pp,带零线。
图 3. 一次强制调用的净边际价值 100·Δ̄a(pp,论文表 2)。Verifier 在四个任务上都最大;Extractor 接近零或为负。
论文表 2. 一次强制调用的净边际价值 100·Δ̄a(pp)。来自强制的一步分支。
任务ExtractorReasonerVerifier
MedQA+2.0+6.8+10.0
MMLU-Pro−0.5+2.3+15.1
GPQA+0.5+4.1+15.5
AQuA-RAT−4.5−4.3+29.4

同一个 Reasoner 在 MedQA 净值 +6.8,在 AQuA-RAT 是 −4.3;Extractor 在四个任务上都接近零或为负。Verifier 均值最大但不可替代:12 道 MedQA 和 9 道 MMLU-Pro 题被 Reasoner 救回而 Verifier 救不回。

4.3 与采集集不相交的评测不相交评测

每个任务一对柱:候选答案准确率与 MARGENT 最终准确率;另一面板为每题调用次数。
图 4. 与采集集不相交的评测(论文表 3):同一个 manager 的候选答案 vs MARGENT 最终答案,以及每题平均调用次数。
论文表 3. 与采集集不相交的评测。MedQA、MMLU-Pro、AQuA-RAT 用最终评测前固定的 checkpoint;GPQA-Diamond-100 同时是它的开发池。「候选答案」是同一个 manager 在第一次委派前会提交的答案。
任务n候选答案MARGENT增益 (pp)调用 / 题
MedQA50073.479.8+6.40.460
AQuA-RAT25437.476.8+39.40.780
MMLU-Pro50049.660.2+10.60.352
GPQA10042.054.0+12.00.510
宏平均–50.667.7+17.10.526

四个评测上 MARGENT 的最终输出都比同一个训练后 manager 委派前的候选答案准确,宏平均高 17.1 pp,每题 0.53 次调用。

论文自己的限定

SFT 更新的是完整的 manager,所以这是同一 scaffold 内的端到端差异,不只是路由效应,不应读成相对独立单模型基线的增益;AQuA-RAT 上带工具 scaffold 的候选答案明显弱于直接作答提示。

4.4 更少的调用,同样的准确率开发集诊断

四个任务各一面板:准确率对每题调用次数,含低调用与选出的 MARGENT 操作点、总是 Verifier、强制全部。
图 5. 开发池上准确率 vs 每题调用次数(论文表 4 与表 5)。蓝色:MARGENT 从低调用策略到选出的操作点;橙色菱形:强制一次 Verifier;紫色方块:强制全部三个。约一次选择性调用追平三次强制调用。开发集诊断。
论文表 5. 开发集操作点:同一个 manager 和子智能体池,按验证集选出的诊断结果,不是额外的留出测试。
任务选出的 MARGENT 准确率调用强制全部准确率调用Δ 准确率
MedQA85.01.00086.53.0−1.5
MMLU-Pro71.51.06571.53.00.0
GPQA55.01.04061.03.0−6.0
AQuA-RAT81.11.03175.23.0+5.9
宏平均73.21.03473.63.0−0.4

在每题约一次选择性调用的操作点上,MARGENT 宏平均 73.2%@1.03 次,强制全部三个子智能体 73.6%@3.0 次:调用减到三分之一,准确率只低 0.4 分。MMLU-Pro 持平(71.5%),AQuA-RAT 反超(81.1% vs 75.2%),GPQA 仍落后 6.0 分。

另一组低调用操作点(论文表 4)比「每题强制调用一次 Verifier」少用 43.5% 的调用,准确率宏平均低约 1.6 分(论文正文数字);该基线没有把候选答案传给 Verifier,所以是强的操作基线,不是完全匹配的路由消融。

4.5 调用差与提交/救回比 ρ开发集诊断

调用差 = P(委派 | 候选答案错) − P(委派 | 候选答案对),在选出的开发集操作点上四个任务都为正:MedQA 0.381、MMLU-Pro 0.296、GPQA 0.067、AQuA-RAT 0.102。匹配预算重放(固定调用的角色和次数,题目随机重抽 2,000 次)中,MedQA 策略选中的子集达到 82.0%,高于随机区间 [75.0, 81.0];MMLU-Pro 和 GPQA 在区间内。

调用次数—准确率平面上的四支箭头,各自从较小的 ρ 指向较大的 ρ。
图 6. 只改 ρ 的比较(论文表 9):每支箭头都指向更少的调用,准确率有升有降。开发集诊断。
论文表 9. 开发集上的受控提交/救回比比较。「all」表示保留全部可用的提交样本;每一行只改 ρ,采集集和训练配方固定。
任务 / 采集集ρ准确率调用 / 题调用差
MedQA 深度 20 → 385.0 → 82.01.000 → 0.405.000 → .474
MedQA 深度 11 → 280.5 → 82.5.700 → .560.299 → .381
MMLU-Pro 深度 11 → 264.0 → 65.0.475 → .390.289 → .296
AQuA-RAT 深度 30 → all81.1 → 68.51.000 → .626.000 → .195

保留更多提交样本在每一对里都降低调用率,但准确率不单调:AQuA-RAT 的比较去掉了 37.4% 的调用,也丢了 12.6 分。

4.6 候选答案对委派的调用重要吗?开发集诊断

表 R4. AQuA-RAT 上的 Verifier 候选答案消融(论文 §4.5)。同一个 ρ = 0 的 checkpoint,它对每道题都委派;只把传给 Verifier 的 current_solution 参数置空。
指标传入候选答案置空候选答案
准确率 (%)81.174.0
纠正(全部题目中的比例)0.4800.409
损坏(全部题目中的比例)0.02400.0236

去掉候选答案后准确率从 81.1% 降到 74.0%,纠正从 0.480 降到 0.409,损坏基本不变;这次运行的路由是固定的,所以不能说明路由器用候选答案来决定要不要调用。

5. 附录诊断

论文表 10(附录 D). 记录中的 GRPO 继续训练:终端二值正确性奖励,无调用惩罚,都从 MARGENT 的 SFT checkpoint 出发。GRPO 不是论文的方法,这是对照诊断。
运行调用 / 题准确率观察到的行为
MedQA,8B manager2.98–接近全部三次调用
MedQA,9B manager3.00–全部三次调用;答案很晚才给出

只用结果奖励的 GRPO 继续训练退化到 2.98 和 3.00 次调用 / 题;两次运行的准确率在导出记录中缺失,所以只能说明调用行为,不能说明准确率损失。作为参照,一个固定的 MedQA MARGENT SFT 配置另外三个种子的结果是 80.5 ± 1.0 准确率、0.517 ± 0.043 次调用。