大语言模型与多智能体系统读书会：大模型赋能机器人涌现群体智能

导语

集智俱乐部联合西湖大学工学院特聘研究员赵世钰、浙江大学教授任沁源、鹏城实验室高级工程师崔金强，共同发起「大语言模型与多智能体系统」读书会，探究大语言模型给机器人领域带来的新思想新价值。

背景

随着人工智能的快速发展，机器人技术正由简单的机械执行任务转向智能交互。大语言模型如GPT系列的涌现显著提升了机器人的对话和语言理解能力，使其更准确地解读和回应用户指令。同时，这些机器人通过传感器等技术感知环境变化，并结合大模型做出决策。
在这样的背景下，多智能体系统和群体智能的概念显得尤为重要：多智能体系统中的每一个独立机器人，或者说智能体，都可以看作是一个个体，它们通过协作和通信合作完成复杂任务。这种系统中的智能体能够自主操作，同时又能够在必要时集结成为具有协同行动能力的群体。而群体智能是自然界中昆虫群体等生物体现出的集体行为智能的一种形式，如蚁群的路径找寻、鸟群的飞行编队等。在人工智能领域，这一概念被引申为智能体群体通过局部的交互产生集体行为的能力。这种能力使得智能体群体能够执行复杂的任务，如搜索和救援、环境监测等，而每个个体的贡献都是不可或缺的。
结合大语言模型，这些智能体不仅能够更好地理解和执行人类的指令，还能够在群体中分享知识和策略，从而优化整体的行动方案。因此，多智能体系统与大模型的结合，不仅仅是单个机器人能力的简单叠加，更是在群体层面上产生了“整体大于部分之和”的效应，这将极大地推动智能系统的发展，开创机器人应用的新境界。
解决问题范式的变革是这一趋势的重要体现。大模型的出现改变了传统机器人问题求解范式，不再追求严格推导，而更关注在复杂环境中找到人类可接受的解决方案。大模型还带来了通用性和泛化性的增强，为机器人在不同场景中更好地适应和应对挑战提供了可能。
通过这样的深度融合，机器人群体能够在复杂环境中展现出前所未有的智能协作水平，为人类社会的发展贡献更大的力量。我们将谈论大模型在机器人领域的具体联系及应用场景，希望能对你有所启发。

读书会框架

传统机器人/智能体设计针对特定任务需要独立训练，涉及场景建模、数学推导、证明、仿真检验等繁琐环节，导致流程复杂且适用范围有限。大模型的出现极大简化了这一流程，采用预训练大模型加特定任务微调，提升了开发部署速度，降低了成本。
值得注意的是，大模型与传统方法并非二选一，而是相互补充。大模型适合规划，不擅长底层精确控制，而传统方法在这方面表现卓越。它们形成了良好的互补关系，进一步降低了机器人的使用和部署门槛。
本次读书会将介绍大模型与智能体的话题，涵盖内容包括大语言模型赋能下智能体之间的辩论、协作、模拟人类，以及实际场景中的多机器人协作等问题。主要目的是希望能够帮助各个不同学科领域的学者了解大模型与智能机器人的这个交叉领域，尤其是机器人控制与决策、集群智能等方向的研究者，同时揭示未来可能的研究发展方向。

与复杂科学的关系

智能机器人系统设计的目标之一是应对真实世界中的复杂性。现实环境往往包含大量的相互关联、相互影响的元素，这需要智能系统具备足够的适应性和灵活性。具身智能通过将感知、认知和行动整合在一起，使得智能系统能够更好地理解并应对复杂环境中的不确定性和动态变化。
此外， 复杂科学研究系统的自适应性和演化性，即系统能够根据环境的变化调整自身结构和行为。智能机器人系统通常具有一定的自适应性，能够通过学习和适应来提高其性能，从而更好地满足复杂科学领域中对系统演化性的要求。

发起人介绍

赵世钰，西湖大学工学院特聘研究员、智能无人系统实验室负责人、国家海外高层次人才青年项目获得者。他本硕毕业于北京航空航天大学，博士毕业于新加坡国立大学，加入西湖大学前是英国谢菲尔德大学自动控制与系统工程系的Lecturer。他的研究专注于多机器人系统中的控制决策等问题，致力于研究有趣、有用、有挑战性的下一代机器人系统。此外，他撰写的英文教材《Mathematical Foundations of Reinforcement Learning》将由清华大学出版社和Springer 出版社联合出版，目前已经在GitHub收获1.7K+星，课程视频全网播放超过70万。
任沁源，2008年在浙江大学控制科学与工程专业获得博士学位。随后加入新加坡国立大学计算机与电气工程学系从事水下无人智能系统的控制研究。从2015年7月开始，加入新加坡科技研究局资讯研究院担任机器人研究科学家。2017年起加入浙江大学担任教授。任沁源博士目前是IEEE Senior Member，并担任多本国际学术期刊的编辑。他主要从事运动控制，仿生智能和人机交互等研究工作。
崔金强博士是鹏城实验室的高级工程师。他的研究领域包括多智能体系统、同步建图与定位（SLAM）、和高精度三维重建。崔博士在新加坡国立大学获得博士学位，之前在西北工业大学完成了硕士和学士学习。他曾在国际微小型无人机比赛中获得多项荣誉，并发表了多篇相关领域的学术论文。
本季读书会运营负责人：黄露瑶，中国科学技术大学硕士，兴趣领域：多智能体，集体智慧，因果涌现，分形，游戏教育

报名参与读书会

本读书会适合参与的对象

• 基于智能机器人的相关学科研究，特别是感兴趣智能机器人和大模型的一线科研工作者；

• 能基于读书会所列主题和文献进行深入探讨，可提供适合的文献和主题的朋友；

• 能熟练阅读英文文献，并对复杂科学充满激情，对世界的本质充满好奇的探索者；

• 想锻炼自己科研能力或者有出国留学计划的高年级本科生及研究生。

本读书会谢绝参与的对象

为确保专业性和讨论的聚焦，本读书会谢绝脱离读书会文本和复杂科学问题本身的空泛的哲学和思辨式讨论；不提倡过度引申在社会、人文、管理、政治、经济等应用层面的讨论。我们将对参与人员进行筛选，如果出现讨论内容不符合要求、经提醒无效者，会被移除群聊并对未参与部分退费，解释权归集智俱乐部所有。

运行模式

本季读书会预计讨论分享8-10次，1次导论 + 6-8次专题内容 + 1次高层讨论，按暂定框架贯次展开；

每周进行线上会议，由 1-2 名读书会成员以PPT讲解的形式领读相关论文，与会者可以广泛参与讨论，会后可以获得视频回放持续学习。

举办时间

从2024年3月2日开始，每周六晚19:00-21:00，持续时间预计8-10周。
我们也会对每次分享的内容进行录制，剪辑后发布在集智斑图网站上，供读书会成员回看，因此报名的成员可以根据自己的时间自由安排学习时间。

参与方式

此次读书会为线上闭门读书会，采用的会议软件是腾讯会议（请提前下载安装）。在扫码完成报名并添加负责人微信后，负责人会将您拉入交流社区（微信群），入群后告知具体的会议号码。

报名方式

第一步：扫码填写报名信息。

扫码报名

第二步：填写信息后，付费299元。

第三步：添加负责人微信，拉入对应主题的读书会社区（微信群）。

本读书会可开发票，请联系相关负责人沟通详情。

共学共研模式与退费机制

读书会采用共学共研的机制，围绕前沿主题进行内容梳理和沉淀。读书会成员可通过内容共创任务获得积分，解锁更多网站内容，积分达到标准后可退费。发起人和主讲人作为读书会成员，均遵循内容共创共享的退费机制，暂无其他金钱激励。读书会成员可以在读书会期间申请成为主讲人，分享或领读相关研究。

加入社区后可以获得的资源：

• 在线会议室沉浸式讨论：与主讲人即时讨论交流

• 交互式播放器高效回看：快速定位主讲人提到的术语、论文、大纲、讨论等重要时间点（详情请见：解放科研时间，轻松掌握学术分享：集智斑图推出可交互式播放器）

• 高质量的主题微信社群：硕博比例超过80%的成员微信社区，闭门夜谈和交流

• 超多学习资源随手可得：从不同尺度记录主题下的路径、词条、前沿解读、算法、学者等

• 参与社区内容共创任务：读书会笔记、百科词条、公众号文章、论文解读分享等不同难度共创任务，在学习中贡献，在付出中收获。

• 共享追踪主题前沿进展：在群内和公众号分享最新进展，领域论文速递

参与共创任务，共建学术社区：

• 读书会笔记：在交互式播放器上记录术语和参考文献

• 集智百科词条：围绕读书会主题中重要且前沿的知识概念梳理成词条。例如：

• 大规模人群模拟：观察集体愚蠢与集体智慧 | 集智百科

• 行为经济学：经济系统的行为主体是否理性？| 集智百科

• 网络可控性：结构可控性与最大匹配 | 集智百科

• 论文翻译

    – 诺奖之后的复杂科学：18位学者勾勒未来20年复杂系统研究图景

    – 众里寻一：从复杂性中探索普适规律

    – 多主体智能综述：社会互动启发的人工智能进化

• 科普文章翻译

    – 涌现：21世纪科学的统一主题

    – 梅拉妮·米歇尔Science刊文：AI能否自主学习世界模型？

    – 模块化认知：演化如何自下而上涌现出智能？

• 讲座整理

    – AI何以涌现：复杂适应系统视角的ChatGPT和大语言模型

    – “意识机器”初探：如何让大语言模型具备自我意识？

    –  脑与涌现的联系：从协同核到因果涌现

PS：具体参与方式可以加入读书会后查看对应的共创任务列表，领取任务，与运营负责人沟通详情，上述规则的最终解释权归集智俱乐部所有。

参考文献列表

参考文献由徐璐峰、季文康提供。文献较多，为了更好的阅读体验，可前往集智斑图网站阅读，并收藏感兴趣的论文。

读书会阅读清单：https://pattern.swarma.org/article/279

多机器人协作

这个领域主要是介绍大模型赋能的实体机器人通过合作来完成复杂任务。

1. Mandi Z, Jain S, Song S. Roco: Dialectic multi-robot collaboration with large language models[J]. arXiv preprint arXiv:2307.04738, 2023.

• 这篇论文提出了一种新的多机器人协作方法，该方法利用预训练的大语言模型（LLMs）的强大功能进行高级通信和低级路径规划。机器人配备了LLMs讨论和集体推理任务策略的能力。

1. Zhang H, Du W, Shan J, et al. Building cooperative embodied agents modularly with large language models[J]. arXiv preprint arXiv:2307.02485, 2023.

• 实体智能体之间规划、沟通、协作，完成长期任务。这篇论文提出了一个新的框架，利用LLMs进行多智能体协作，并在不同的具体环境中进行测试。该框架允许智能体规划、沟通，并与其他智能体或人类有效合作，以高效完成长时程任务。

1. Michael Ahn, et al. AutoRT: “Embodied Foundation Models for Large Scale Orchestration of Robotic Agents”

• 大规模机器人代理协同自动化。AutoRT利用视觉-语言模型（VLMs）进行场景理解和基础定位，并进一步利用大语言模型（LLMs）提出多样化和新颖的指令，以供机器人队列执行。通过借助基础模型的知识引导数据收集，AutoRT能够有效地思考自主权权衡和安全性，并显著扩大机器人学习的数据收集。

多智能体辩论

这个领域主要是介绍大模型赋能的多个agent通过辩论等提升自我认知水平，降低大模型输出幻觉等问题。

1. Liang T, He Z, Jiao W, et al. Encouraging Divergent Thinking in Large Language Models through Multi-Agent Debate[J]. arXiv preprint arXiv:2305.19118, 2023.

• 多智能体之间持续辩论，从不同角度思考问题，解决复杂任务。论文提出了一个名为Multi-Agent Debate（MAD）的框架，其中多个智能体以“以牙还牙”的状态表达其论点，而一名裁判管理辩论过程以获得最终解决方案。MAD框架鼓励LLMs进行分歧思考，对需要深度思考的任务有帮助。

1. Du Y, Li S, Torralba A, et al. Improving Factuality and Reasoning in Language Models through Multiagent Debate[J]. arXiv preprint arXiv:2305.14325, 2023.

• 多智能体之间持续辩论，提高了生成内容的真实性，减少幻觉。文章提出了一种互补的方法，通过多个语言模型实例在多轮中提出和辩论各自的回答和推理过程，最终达成共同的最终答案。这种方法明显提升了在多个任务中的数学和战略推理能力。

1. Chan C M, Chen W, Su Y, et al. Chateval: Towards better llm-based evaluators through multi-agent debate[J]. arXiv preprint arXiv:2308.07201, 2023.

• 使用多智能体辩论的方式评估LLM在开放式问题以及NLG任务中的相应质量。提出了一种多代理辩论框架，超越了单一代理的提示策略。多代理的方法使一组LLMs能够与一系列智能对手协同工作，利用其独特的能力和专业知识，提高处理复杂任务的效率和效果。

1. Chen J C Y, Saha S, Bansal M. Reconcile: Round-table conference improves reasoning via consensus among diverse llms[J]. arXiv preprint arXiv:2309.13007, 2023.

• 多智能体圆桌辩论，解决复杂问题。RECONCILE通过多轮讨论，学习说服其他代理改进其答案，并采用置信度加权投票机制，增强了LLMs的推理能力。

1. Smit A, Duckworth P, Grinsztajn N, et al. Are we going MAD? Benchmarking Multi-Agent Debate between Language Models for Medical Q&A[J]. arXiv preprint arXiv:2311.17371, 2023.

• 对医学问答语言模型之间的多智能体辩论进行基准测试。

多智能体协作

这个领域主要是介绍大模型赋能的多个agent通过对话、角色扮演等进行分工协作，共同完成一些复杂任务。

1. Hao R, Hu L, Qi W, et al. ChatLLM Network: More brains, More intelligence[J]. arXiv preprint arXiv:2304.12998, 2023.

• 提出了ChatLLM网络，允许多个基于对话的语言模型进行交 互、提供反馈和共同思考。具体而言，网络中ChatLLM的各个实例可能对同一问题具有不 同的观点，通过通过一个独立的ChatLLM整合这些不同的观点，网络的优化使用基于语言的反向传播机制。

1. Li G, Hammoud H A A K, Itani H, et al. CAMEL: Communicative agents for” mind” exploration of large language model society[C]//Thirty-seventh Conference on Neural Information Processing Systems. 2023.

• 提出了一种基于角色扮演的多智能体协作框架。提供了一种可扩展的方法来研究多代理系统的合作行为和能力，并开源了一个支持沟通代理研究的库。

1. Wang Z, Mao S, Wu W, et al. Unleashing cognitive synergy in large language models: A task-solving agent through multi-persona self-collaboration[J]. arXiv preprint arXiv:2307.05300, 2023.

• 让单个Agent分裂成不同的角色，不同角色扮演了不同的Critic，共同完成复杂任务。

1. Dong Y, Jiang X, Jin Z, et al. Self-collaboration Code Generation via ChatGPT[J]. arXiv preprint arXiv:2304.07590, 2023.

• 多个Agent分工协作生成代码。具体来说，多个LLMs角色通过角色指令来组建团队，以协作和交互方式处理代码生成任务，而无需人工干预。组建了一个由三个 ChatGPT 角色（即分析师、编码员和测试员）组成的基本团队，分别对应软件开发的分析、编码和测试阶段。

1. Qian C, Cong X, Yang C, et al. Communicative agents for software development[J]. arXiv preprint arXiv:2307.07924, 2023.

• 多个Agent分工协作生成代码。论文核心是ChatDev框架，一个虚拟的基于聊天的软件开发公司，模仿了传统的瀑布模型，将开发过程细分为设计、编码、测试和文档四个明确定义的阶段。

1. Zhang J, Xu X, Deng S. Exploring collaboration mechanisms for llm agents: A social psychology view[J]. arXiv preprint arXiv:2310.02124, 2023.

• 探索代理人的协作机制LLM：社会心理学观点。论文虚构了四个由LLM智能体组成的独特“社会”，其中每个智能体都具有特定的“特质”（随和或过度自信），并以独特的“思维模式”（辩论或反思）进行合作。

1. Sun Q, Yin Z, Li X, et al. Corex: Pushing the Boundaries of Complex Reasoning through Multi-Model Collaboration[J]. arXiv preprint arXiv:2310.00280, 2023.

• 通过多模型协作突破复杂推理的界限。受人类行为的启发，Corex 由多种协作范式组成，包括辩论、审查和检索模式，这些模式共同致力于提高推理过程的事实性、忠实度和可靠性。这些范式促进了与任务无关的方法，使LLM能够“跳出框框思考”，从而克服幻觉并提供更好的解决方案。

1. Wang Z, Wang W, Li Z, et al. XUAT-Copilot: Multi-Agent Collaborative System for Automated User Acceptance Testing with Large Language Model[J]. arXiv preprint arXiv:2401.02705, 2024.

• 基于大语言模型的自动化用户验收测试的多智能体协作系统。

多智能体模拟人类

在这个领域，我们将展示大模型赋能的agent具备一系列人类的品性和行为，包括记忆、反思，欺骗、伪装、领导、沟通协调等，借此来研究大模型与人类行为的异同。

1. Xu Y, Wang S, Li P, et al. Exploring large language models for communication games: An empirical study on werewolf[J]. arXiv preprint arXiv:2309.04658, 2023

• 多个Agent玩狼人杀游戏。论文中展示了LLM具有的欺骗、伪装、领导等特质。

1. Park J S, O’Brien J, Cai C J, et al. Generative agents: Interactive simulacra of human behavior[C]//Proceedings of the 36th Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology. 2023: 1-22.

• 25个Agent构成模拟社会，这些Agent自发涌现出各种人类行为，如早起、做早餐、上班、绘画、写作、形成观点、注意他人、发起对话等。它们具有记忆、反思以及通过自然语言规划行为的能力。

1. Fu Y, Peng H, Khot T, et al. Improving language model negotiation with self-play and in-context learning from ai feedback[J]. arXiv preprint arXiv:2305.10142, 2023.

• 两个LLMs扮演买方和卖方的角色进行谈判。他们的 目标是与买方达成一个较低价格，与卖方达成一个较高价格。第三个语言 模型扮演评论家的角色，为玩家提供反馈以改进他们的谈判策略。

1. Wang Z, Chiu Y Y, Chiu Y C. Humanoid agents: Platform for simulating human-like generative agents[J]. arXiv preprint arXiv:2310.05418, 2023.

• 模拟人类的饥饿、健康、能力、情感需求，是Generative Agent的延续之作。

1. Akata E, Schulz L, Coda-Forno J, et al. Playing repeated games with Large Language Models[J]. arXiv preprint arXiv:2305.16867, 2023.

• 研究LLM进行博弈论游戏时的表现。采用行为博弈理论来研究LLMs的合作和协调行为。通过让不同的LLMs（GPT-3、GPT-3.5和GPT-4）在有限重复的游戏中相互对战，以及与其他类似人类的策略进行对战，来了解它们的行为。

关于集智俱乐部读书会和主办方

集智俱乐部读书会是面向广大科研工作者的系列论文研读活动，其目的是共同深入学习探讨某个科学议题，了解前沿进展，激发科研灵感，促进科研合作，降低科研门槛。

读书会活动始于 2008 年，至今已经有 50 余个主题，内容涵盖复杂系统、人工智能、脑与意识、生命科学、因果科学、高阶网络等。凝聚了众多优秀科研工作者，促进了科研合作发表论文，孵化了许多科研产品。如：2013 年的“深度学习”读书会孕育了彩云天气 APP，2015 年的“集体注意力流”读书会产生了众包书籍《走近2050》，2020年的开始因果科学读书会孕育了全国最大的因果科学社区等。

主办方：集智俱乐部

联合主办方：Datawhale

协办方：集智学园

集智俱乐部成立于 2003 年，是一个从事学术研究、享受科学乐趣的探索者的团体，也是国内最早的研究人工智能、复杂系统的科学社区。它倡导以平等开放的态度、科学实证的精神，进行跨学科的研究与交流，力图搭建一个中国的 “没有围墙的研究所”。

Datawhale成立于2018年——是国内AI领域最大的开源学习组织，汇聚了众多有开源精神和探索精神的开源贡献者，致力于构建开源学习社区，和学习者一起成长。

集智学园成立于2016年，是集智俱乐部孕育的创业团队。集智学园致力于传播复杂性科学、人工智能等前沿知识和新兴技术，促进、推动复杂科学领域的知识探索与生态构建。

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