从零开发 AI Agent:基础概念与架构设计

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第一章:Agent 基础概念与架构

1.1 什么是 AI Agent?

AI Agent(智能代理)是一个能够自主感知环境、做出决策、执行行动的 AI 系统。

与普通 AI 应用的区别

特性普通 AI 应用AI Agent
交互方式单次问答多轮自主执行
工具使用可调用外部工具
记忆无状态有长期记忆
目标回答问题完成任务
自主性被动响应主动规划执行

核心特征

  1. 自主性 - 不需要每步人工干预
  2. 感知能力 - 理解环境和上下文
  3. 决策能力 - 选择最优行动路径
  4. 执行能力 - 调用工具完成任务
  5. 学习能力 - 从反馈中改进

1.2 Agent 架构设计

基础架构

┌─────────────────────────────────────────────┐
│                   Agent                      │
├─────────────────────────────────────────────┤
│  ┌─────────┐  ┌─────────┐  ┌─────────┐     │
│  │ 感知层   │→│ 决策层   │→│ 执行层   │     │
│  └─────────┘  └─────────┘  └─────────┘     │
│       ↑            ↑            ↓          │
│  ┌─────────┐  ┌─────────┐  ┌─────────┐     │
│  │ 记忆层   │←│ 规划层   │←│ 工具层   │     │
│  └─────────┘  └─────────┘  └─────────┘     │
└─────────────────────────────────────────────┘

五层架构详解

1. 感知层(Perception)
  • 接收用户输入
  • 解析任务目标
  • 提取关键信息
2. 记忆层(Memory)
  • 短期记忆:当前对话上下文
  • 长期记忆:持久化存储的经验、知识
  • 工作记忆:当前任务状态
3. 规划层(Planning)
  • 任务分解
  • 步骤排序
  • 目标管理
4. 决策层(Decision)
  • 选择下一步行动
  • 评估工具调用
  • 处理异常情况
5. 执行层(Execution)
  • 调用工具
  • 与外部系统交互
  • 返回执行结果

1.3 主流 Agent 框架对比

框架语言特点适用场景
LangChainPython/JS生态丰富,组件多通用 Agent 开发
AutoGPTPython自主性强,自动化自动化任务
CrewAIPython多 Agent 协作团队协作场景
OpenClawTypeScript轻量,工具化个人助手
AutoGenPython微软出品,多 Agent企业级应用

选择建议

  • 快速原型:LangChain
  • 多 Agent 协作:CrewAI / AutoGen
  • 个人助手:OpenClaw
  • 自动化任务:AutoGPT

1.4 开发一个最简单的 Agent

Python 示例(使用 LangChain)

from langchain.agents import initialize_agent, Tool
from langchain.llms import OpenAI
​
# 定义工具
tools = [
    Tool(
        name="Calculator",
        func=lambda x: eval(x),
        description="用于数学计算"
    )
]
​
# 初始化 LLM
llm = OpenAI(temperature=0)
​
# 创建 Agent
agent = initialize_agent(tools, llm, agent="zero-shot-react-description")
​
# 运行
result = agent.run("计算 123 * 456")
print(result)

TypeScript 示例

import { Agent } from "langchain/agents";
​
const agent = new Agent({
  llm: new OpenAI(),
  tools: [
    {
      name: "calculator",
      description: "数学计算",
      execute: (input) => eval(input)
    }
  ]
});
​
const result = await agent.call("计算 123 * 456");

1.5 本节小结

  • Agent 是能自主完成任务的 AI 系统
  • 核心架构:感知 → 记忆 → 规划 → 决策 → 执行
  • 根据场景选择合适的框架
  • 最简 Agent 只需:LLM + 工具定义

下一章预告

第二章将深入讲解大模型 API 接入实战,包括:

  • OpenAI API 完整指南
  • 国内大模型接入(智谱、通义千问、Kimi)
  • 流式输出处理
  • 错误处理与重试策略