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Agent 一直在行动,任务为何没有进展?PoS 识别并打破 Belief Trapping

2026 年 10 月 16 日

南开大学联合阿里云等机构提出 PoS(Progression of States)方法,通过显式维护信念状态、定义 Belief Health 指标识别 Belief Trapping(信念受困),并在检测到停滞时实施 Trapping-Aware Recovery。该方法在 ALFWorld、LOCA-Bench、RCA-100 和 ClinDiag 四个基准上全面超越现有方法,且在 256K 长上下文压力测试中保持稳定优势。

Belief Trapping:智能体忙而无果的根源

任务很简单:把一个加热后的杯子放进柜子。一个智能体先把杯子放进微波炉,再放进柜子,随后陷入反复查看柜子的循环。这个无效行为重复了 36 次,直到耗尽行动预算,任务仍然没有完成。

漏掉的是加热这一步。这是论文在 ALFWorld 仿真任务中展示的一个真实案例:使用完整交互历史的 Raw Trajectory 基线用完 50 步仍然失败,而 PoS 在 17 步内完成了同一任务。动作一直在发生,关键要求却始终没有被满足。

加热杯子任务中的两条执行路径对比图
图 1:加热杯子任务中的两条执行路径。原始轨迹基线漏掉加热环节后持续查看柜子;PoS 显式保留尚未完成的加热要求,并在停滞时引导恢复。

智能体仍在调用工具、接收观察、生成下一步计划,看起来始终在工作,但“把杯子加热”这一关键要求始终没有得到推进。类似的困境也出现在其他交互任务中:GUI Agent 反复点击,界面却停留在原处;Coding Agent 一遍遍读取相同文件,迟迟没有进入有效的修改与验证。操作记录不断增加,尚未解决的问题却依然存在。这些场景共同提出了一个问题:系统能否在预算耗尽之前,判断当前行动是否仍在推进关键要求,并在进展停滞时调整行动方向?

南开大学联合阿里云等机构的研究团队,将这一问题明确为 Belief Trapping(信念受困):智能体持续与环境交互,但与目标相关的信念演化已无法带来有意义的任务进展。它既可能表现为原地重复,也可能是在几个状态间循环,或不断探索却没有触及真正未解决的问题。

PoS:显式信念状态驱动的进展闭环

为此,研究团队提出 PoS(Progression of States)。它持续维护显式信念状态,记录当前世界与未解决要求。在此基础上,用 Belief Health 衡量任务进展,在检测到受困后,依据受困模式与缺口类型实施 Trapping-Aware Recovery。从识别“已经卡住”到决定“怎样恢复进展”,构成了 PoS 的核心闭环。

在四个基准、三个基础模型组成的 12 组实验设置中,PoS 的整体指标均高于论文纳入比较的其他方法。这个结果背后的问题也很具体:怎样把“Agent 忙了很久,却没做成事”转化为可计算、可诊断、可干预的过程?

PoS 论文信息卡片
  • 论文标题:Beyond Memory: Harnessing Long-Horizon Agents with Explicit Belief States

  • 研究机构:南开大学、阿里云、清华大学

  • 论文地址:https://arxiv.org/abs/2610.01415

  • 项目主页:https://luoyu100.github.io/projects/progression-of-states/project/

  • 开源代码:https://github.com/luoyu100/PoS

显式状态:把当前世界和剩余要求放进同一份表示

长程任务中的信息会过时。杯子刚才在微波炉里,现在可能已经被拿走、一次工具调用表达了要做什么,返回的观察才能说明实际发生了什么、前几轮看似合理的判断,也可能被新证据推翻。

完整轨迹保留了事情发生的顺序,记忆和压缩机制则帮助筛选、整理这些记录。它们提供了重要的证据基础。但每次选动作时,智能体仍需要把分散的信息重新拼成对当前任务的理解,确定哪些结论继续成立,哪些已经失效。

PoS 把这一步显式化。这里的“信念”指智能体基于已有证据形成的当前理解,其中既有直接观察,也有仍待检验的推断。它可以被更新、被检查,也可能出错。要判断任务有没有推进,首先要有一份能够跨时间比较的当前状态。

PoS 整体流程图
图 2:PoS 的整体流程。左侧构建当前世界和未解决要求,中间围绕 Active Gap 选择动作,底部的 Belief Sentinel 检查更新并记录进展,右侧在受困时生成临时恢复约束。

第一步是明确“现在是什么情况”。PoS 用实体、状态和关系组织与任务相关的世界:杯子、微波炉和柜子是实体,杯子是否热、微波炉是否关闭是状态,杯子位于哪里、由谁拿着,则通过关系表达。状态和关系还保留来源、置信度,以及可用的支持证据,方便后续核对。

这份表示只保留会影响行动、结果判断和目标完成的信息。例如,加热杯子的任务需要记住温度与位置,单纯记录“曾经操作过微波炉”并不够。

第二步是明确“还差什么”。PoS 把未解决的要求分成两类:信息缺口(Epistemic Gap)是还需要弄清楚的事,达成缺口(Achievement Gap)是还需要通过行动改变的事。如果没有证据确认杯子是否变热,就需要补充信息,如果已经知道杯子未加热,就需要真正完成加热。

这一划分也适用于诊断。排查服务故障时,“数据库等待还是 JVM 内部处理造成延迟”是一个信息缺口。下一步应当寻找能区分两种解释的证据,而不是继续收集与判断无关的日志。

面对多个未解决要求,PoS 会选定一个当前优先处理的 Active Gap。智能体仍然可以看到完整的任务状态,但行动有了明确焦点,这个缺口解决后,再推进到后续要求。

信念校验:写下来的状态,也要经得起证据检查

显式记录状态之后,还需要解决一个问题:这份状态本身也是模型生成的。如果它把错误判断写进去,后续决策就可能持续沿着错误的前提展开。

因此,一次行动返回新观察后,PoS 先生成候选更新,再交给 Belief Sentinel 检查。它主要核对两件事:内部是否自洽,以及更新是否得到交互证据支持。比如,同一个微波炉不能同时被记为打开和关闭,只看到杯子被放入微波炉,也不足以把“已经加热”写成确定事实。

发现问题后,智能体结合证据修正更新,经过校验的状态才进入后续决策。公开实现中,如果修复后仍未通过检查,就保留此前已提交的状态。这也为受困检测提供了前提:先核对状态变化是否可信,再判断这些变化是否构成进展。

不过,内部自洽、与观察相容,并不意味着任务一定在前进。智能体完全可能准确记住“杯子还没热”,然后继续查看柜子。识别 Belief Trapping,需要把视线从某一次正确记录,移到一段时间内的信念变化。

Belief Health:让受困成为一个可计算的问题

不能仅凭动作重复,就认定智能体已经受困。相同工具的多次调用可能在收集不同证据,反过来,每一步都换工具,也可能一直绕开关键问题。PoS 因此关注的是:未解决要求持续存在时,经过校验的信念是否仍在发生有助于任务的变化。

它先为每次状态转移标记进展,再在最近 K 次经过校验的转移上观察三个信号。执行任务的单步进展,包括缩小当前缺口、获得必要信息,或推进一条合理的完成路径。诊断任务则看相关推断的置信度是否发生超过阈值的变化。置信度降低也可能代表排除了错误解释,因此同样计入变化。

Belief Health 公式示意图

基于这三个互补信号,PoS 构建了一个可解释的启发式指标 ——Belief Health(信念健康度):

Belief Health 公式

这里,E、A 分别表示信息缺口与达成缺口,健康度越低,受困信号越强。组合遵循的原则是:持续未解决的要求,与进展停滞或信念重复共同出现时,形成较强的受困信号。内层 max 保留停滞与重复中较强的异常,避免一种明显迹象被另一种较弱迹象稀释;乘以缺口持续度,将异常与长期未解决的要求关联起来;外层 max 则关注两类缺口中受阻更明显的一类。因此,任务尚未完成并不会单独触发受困判断,而部分单步获得正向进展标签,也不能掩盖持续存在的状态循环。

同一任务在不同阶段的健康度示意
图 3:同一任务在不同阶段的健康度示意。前一个窗口仍有中间进展,后一个窗口只剩持续未解决的要求与重复状态。

论文设置在积累 8 次经过校验的转移后启动检测,当信念健康度 Hₜ ≤ 0.25 时,进入受困诊断。

Trapping-Aware Recovery:把受困诊断变成行动约束

健康度回答了“是否需要干预”,恢复机制还要回答“该改变哪段行为,以及恢复什么进展”。PoS 将诊断拆成两个维度。

第一个维度是行为模式。Static 表示世界状态局部不变,Cycle 表示在先前出现过的状态间周期性循环,Drift 表示世界状态虽然变化,与当前缺口相关的部分却没有推进。判定按上述顺序进行,无法匹配具体模式时使用通用恢复。

第二个维度是被阻塞的缺口类型。PoS 比较非空信息缺口与达成缺口的持续度,选取更顽固的一类:前者需要能区分解释的新证据,后者需要真正改变任务状态。相同的“原地停滞”,可能分别要求换一种调查方向,或者执行一直被遗漏的动作。

受困诊断公式符号说明

公式中的 T 表示受困模式,W 表示检测窗口,X 是被阻塞的缺口类型,Bₜ 与 Δₜ 分别是当前信念和 Active Gap。两组约束共同作用:模式约束负责打破无效行为,缺口约束负责明确下一步必须恢复的进展。

受困诊断矩阵图
图 4:受困诊断同时考虑行为模式与缺口类型。每个格子组合“如何打破当前行为模式”和“需要恢复哪一种进展”,形成对下一步动作的约束。

因此,对原地停滞,约束会抑制无效的状态 — 动作重复,对循环,打破重复转移,对偏离目标,重新对齐 Active Gap。它们还要与另一条要求配合:取得有区分力的证据,或产生与目标有关的状态改变。以杯子任务为例,只让智能体“别再查看柜子”仍不充分,还需要让后续动作推进“杯子变热”这一未完成要求。

Agent 一直在行动,任务为何没有进展?PoS 识别并打破 Belief Trapping 配图 11

恢复约束作为额外条件交给原来的智能体,由它继续选择动作,当前 Active Gap 保持不变。每次新转移经过校验后,系统重新计算健康度:高于阈值就释放临时约束,仍然受困则更新诊断与约束。受困检测、约束生成和恢复后的重新评估,共同构成了一个持续闭环。

论文中的 RCA-100 案例 t024 展示了这一过程。Kimi-K3 智能体已经发现 inventory 服务的慢请求与垃圾回收活动升高同时出现,却迟迟无法区分数据库等待和 JVM 内部处理两种解释。PoS 识别出“原地停滞+信息缺口”,要求停止无效重复,寻找能够区分两种解释的证据。

智能体随后选择检查 CPU 活动。恢复过程中间仍经历了三次低进展动作,之后获得的 CPU 证据与已有垃圾回收观察共同促成了信念修订。该次运行共执行 28 个动作,最终提交的 inventory /memoryPressure 同时匹配基准标注的故障实体与类型。

实证效果:四类任务、三个模型、全部领先

研究团队在两类任务上评估 PoS。ALFWorld 和 LOCA-Bench 要求智能体通过多轮操作完成目标,RCA-100 和 ClinDiag 则要求智能体持续获取证据,完成故障或医学诊断。四个基准分别评估 134、525、103 和 604 个案例,其中 LOCA-Bench 的整体结果汇总了七种环境描述长度。

实验使用 Qwen3.7-Plus、Kimi-K3 和 GLM-5.3。对每个基础模型,PoS 的执行、信念维护和校验组件都使用同一模型,比较方法覆盖完整轨迹、ACON、PACE、HiAgent,以及显式维护任务状态的 LongHorizon-Harness。PoS 无须为这些任务更新基础模型参数。

四基准对比图
图 5:论文 teaser 左侧的四基准对比。每组为同一基础模型下的最强对照与 PoS;图标依次对应 Qwen3.7-Plus、Kimi-K3 和 GLM-5.3。ALFWorld、LOCA-Bench 为任务成功率,RCA-100 为故障类型与实体联合准确率,ClinDiag 为诊断准确率。各面板纵轴范围不同,具体数值见柱顶标注。

PoS 在全部 12 组“基准 × 模型”设置中取得了文中比较方法里的最高整体指标。以 Qwen3.7-Plus 为例,ALFWorld 从最强对照的 72.39% 提升至 88.81%,增加 16.42 个百分点,对应 22.68% 的相对提升;RCA-100 联合准确率从 28.16% 提升至 38.83%,增加 10.67 个百分点,对应 37.89% 的相对提升。

这组结果同时覆盖了“让世界发生目标所需的改变”和“通过证据逐步明确判断”两种任务结构。进一步的消融与恢复对照,则用来检验:持续校验状态、识别受困并施加针对性约束,各自带来了什么。

消融验证:状态校验与针对性恢复均有独立贡献

Qwen3.7-Plus 下一致性校验与受困诊断恢复消融表
表 1:Qwen3.7-Plus 下的一致性校验与受困诊断恢复消融。数值为各基准整体指标,单位为百分比。移除一致性校验、或移除受困诊断及其恢复后,四个基准均出现下降。

在 Qwen3.7-Plus 上,移除一致性校验后,ALFWorld 从 88.81% 降至 73.88%,LOCA-Bench 从 56.38% 降至 44.57%。执行任务需要频繁协调环境变化与新观察,这组结果说明,保持状态更新可靠对这类任务尤其重要。

移除受困诊断及恢复后,Qwen3.7-Plus 的 RCA-100 联合准确率从 38.83% 降至 33.98%,三个模型在这一基准上的降幅为 4.85 至 6.79 个百分点。校验帮助智能体维护有依据的理解,恢复则在当前调查路线不再有效时,把动作重新导向未解决要求。

恢复方式本身也有区别。论文进一步保留受困检测,把具体的恢复约束换成通用的“请尝试恢复”提示,在 Qwen3.7-Plus 的四个基准上,PoS 的针对性恢复都取得了更高的最终任务指标。

不同任务的受困模式与恢复效果对比图
图 6:不同任务的受困模式与恢复效果。上图展示检测到的受困事件中各模式的占比;下图对比 Qwen3.7-Plus 使用通用恢复提示和 PoS 针对性恢复时,在全部评测案例上的最终任务指标。

这种针对性与任务差异相对应:ALFWorld 的受困事件中循环最常见,RCA-100 中偏离当前目标的 Drift 占比为 55.93%,ClinDiag 中原地停滞的 Static 占比为 78.25%。只让智能体“换个办法”,未必能说明它究竟应当换掉哪段行为,以及需要补齐什么。

长上下文鲁棒性:256K tokens 下仍保持优势

LOCA-Bench 还提供了一个压力测试:把环境描述从 8K 扩大到 256K tokens,观察智能体能否在更长上下文中完成任务。随着长度增加,各方法的表现总体下降。PoS 在 96K 至 256K 区间的表现相对稳定,在 256K 设置下,三个模型分别比同设置的最强对照高出 10.67 至 16.00 个百分点。

LOCA-Bench 不同上下文长度下的性能对比图
Agent 一直在行动,任务为何没有进展?PoS 识别并打破 Belief Trapping 配图 16

JOTO 企业落地观察

  • 企业部署长程智能体时,若仅依赖 LLM 自身的记忆与推理,极易陷入 Belief Trapping 导致的无效循环。PoS 提供了一套轻量、可插拔的信念管理框架,无需重训基础模型,即可显著提升任务完成率,这对降低企业智能体工程的试错成本具有直接价值。
  • 在 RAG 知识工程中,“信息缺口”与“达成缺口”的二分法,可迁移用于诊断知识检索失败的原因:是检索策略未能覆盖关键文档(信息缺口),还是检索结果未被有效整合进决策链(达成缺口)。这为构建可解释、可调试的知识增强流程提供了新视角。
  • AI 安全治理需确保智能体行为符合预设约束。PoS 的 Belief Sentinel 机制本质上是一种运行时状态校验器,其“内部自洽+证据支持”的双重检查原则,可作为企业级智能体安全护栏的设计范式,防止信念漂移引发越界行为。
  • FDE 驻场共创中,客户常抱怨“Agent 总在做无用功”。PoS 的 Belief Health 指标与 Trapping-Aware Recovery 流程,为企业现场工程师提供了可量化、可干预的诊断抓手,将模糊的“行为异常”转化为具体的“缺口类型+行为模式”组合,大幅缩短问题定位周期。

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