RSI:Recursive Self-Improvement 分类图谱

RSI:Recursive Self-Improvement 分类图谱

[!info] TL;DR 核心思想:RSI(Recursive Self-Improvement)= 让 LLM / Agent 不仅完成任务,还能利用自己产生的经验、数据、反馈甚至代码,迭代地改进自己。近义词极多(self-evolve / self-play / self-refine / self-reward / self-distill),但闭环程度和”被改进的东西”各不相同。 最大收获:所有工作都沿同一条主线推进——逐步把人移出 improvement loop。Test-Time 侧,改进对象从 output → weights → Agent 本身(persistence 递增);Training-Time 侧,从自造 supervision(zero-label)→ 自造 curriculum(zero-data)→ 自造改进策略(auto research)。 为什么重要:闭环每扩展一层,最终都撞上同一个问题——verification 是否可靠。现状是绝大部分 self-evolving 工作仍停留在 human-on-the-loop,真正的 closed loop 远未实现。

笔记地图

§0 目标:把人移出 improvement loop

阶段 人的角色
human-in-the-loop AI 提出改进,但每次修改需人确认
human-on-the-loop data / reward / verifier 已自动产生,人监督结果、控制部署
closed loop 系统自己产生、验证并应用改进,无需人工审核

按”自我改进发生的阶段”,现有方法分两大类:

flowchart TB
    subgraph TT["Test-Time RSI:改进发生在部署过程中"]
        direction LR
        A["Self-refine<br>改当前 output"] --> B["TTT / TTRL<br>改 weights"] --> C["Harness Evolution<br>改 Agent 本身"]
    end

    subgraph TR["Training-Time RSI:改进写进下一轮训练"]
        direction LR
        D["zero-label<br>自造 supervision"] --> E["zero-data<br>自造 curriculum"] --> F["auto research<br>自造改进策略"]
    end

    C ==>|"persistence 递增"| D
    TT --> G["共同闸门:Verifier<br>这次更新真的更好吗?"]
    TR --> G
    G -.->|"未解"| H["grounding 与 policy-verifier co-drift"]

§1 Test-Time RSI:persistence 的三级递进

严格说是 Deployment-Time RSI:self-improvement 直接发生在部署过程中,而非等下一轮 offline training。各方法的真正差别在于改进能保留多久;同时人从每一步的 critique / revision 参与者,退到对整个 loop 的监督者。

层级 改进对象 改进保留多久 代表
① Self-critique & Self-refine 当前 output episode 结束即消失 Generate → Critique → Refine
② Test-Time Training(TTT) weights 当前 query 内持续 TTRL、ETTRL
③ Harness Evolution Prompt / Tool / Memory / Skill / Workflow / Agent Code 跨 task 长期沉淀 Darwin Gödel Machine、SkillMaster

① Self-critique & Self-refine —— 改当前 output

权重冻结,针对当前 query 反复”生成 → 检查 → 修改”。关键在 verification signal:单靠模型自我 critique 并不稳定,有效做法通常引入 execution feedback、retrieval、solver 或 judge 来提供 grounding。但 refine 得再好,经验也随 episode 结束消失——提升的是单次回答,不是长期能力。

② Test-Time Training —— 改进写入 weights

TTT 不只改 output,而是直接更新参数,让当前 query 的 experience 有机会写进 weights:

Experience → Update → Better Model → New Experience

这一范式可与不同后训练算法结合,热门的一类即 Test-Time RL(TTRL),vault 内已有细读:[[TTRL:Test-Time Reinforcement Learning|TTRL]](majority voting 伪标签 + GRPO)及其改进 [[ETTRL:BALANCING EXPLORATION AND EXPLOITATION IN LLM TEST-TIME REINFORCEMENT LEARNING VIA ENTROPY MECHANISM|ETTRL]]。

③ Harness Evolution —— 改 Agent 本身

优化对象从 output / weights 扩展到整个 Harness:Prompt、Tool、Memory、Skill、Workflow,甚至 Agent Code。

  • 从真实 interaction 与失败 trajectory 积累经验:Computer-use Agent 从 failure 生成 training experience;Experience Graph 长期保存 branch / execution / failure / repair。
  • SkillMaster、SkillSmith、Socratic-SWE:让 Agent 自动生成、修改、组合自己的 skills 和 tools(prompt 层的对应工作是 [[GEPA:REFLECTIVE PROMPT EVOLUTION CAN OUTPERFORM REINFORCEMENT LEARNING|GEPA]])。
  • 更激进的 Gödel Agent、Darwin Gödel Machine:直接 self-modify Agent code,搜索并保留更好的自身实现。

这里真正重要的变化是 accumulation:一次 response refinement 会消失,一次 test-time update 保留一段时间,而新的 memory / skill / tool / workflow 可跨 task 持续存在,成为下一轮 evolution 的基础。vault 内对应:[[ReasoningBank:Scaling Agent Self-Evolving with Reasoning Memor|ReasoningBank]]、[[AGENT WORKFLOW MEMORY]]、[[RAGEN:Understanding Self-Evolution in LLM Agents via Multi-Turn Reinforcement Learning|RAGEN]]。

本文 §1 主线:改进从当前 output,逐渐进入 weights,最后沉淀到 Agent 本身。

§2 Training-Time RSI:自己产生 learning signal

核心变化:系统自己产生 learning signal 并送回 training loop,improvement 通过参数更新跨 iteration 持续积累,直接进入下一轮 model。人从直接提供 label / reward,退到设计 training rule、监督整个 loop。

(1)zero-label:人出题,模型自造 supervision

Problem 仍由外部提供,但 supervision 由模型自己产生。三条路线:

路线 learning signal 代表
Fine-tuning 自筛高质量 trajectory 作下一轮 SFT 数据 STaR(仍需正确答案)→ 只用 unlabeled questions + self-verification
RL(self-rewarding RL) ① 内生信号:confidence / likelihood / entropy / self-certainty;② group 级:majority voting 伪 reward [[RLPR:EXTRAPOLATING RLVR TO GENERAL DOMAINS WITHOUT VERIFIERS|RLPR]]、[[GENERALIST REWARD MODELS:FOUND INSIDE LARGE LANGUAGE MODELS|Generalist RM]]、[[TTRL:Test-Time Reinforcement Learning|TTRL]]、[[The Majority is not always right:RL training for solution aggregation|Majority]]
Distillation(on-policy self-distillation) student 自己 rollout,teacher 在其实际轨迹上给 dense token-level supervision OPSD(同一模型既当 student 又当 teacher,但仍需 verified solution)→ U-OPSD(连 reference label 也去掉,用 multi-rollout majority consensus 造 pseudo-solution)

三条路线分别用 trajectory、reward、token-level distribution,但本质相同:把原本由人提供的 supervision 搬进模型自己的 improvement loop。

[!warning] zero-label 的两大风险 - self-confirming loop:generator 与 verifier 共享相似能力与 bias,错误沿 “model bias → biased evaluation → biased learning signal → stronger bias” 不断写回模型。 - training collapse:即使 reward 完全正确,训练动态也可能不稳定——在用真实 binary verifier 的 code RL 中出现过典型 rise-and-collapse,KL / EWC 等约束也无法完全阻止。

(2)zero-data:连”学什么”也自己定

zero-label 仍需外部出题;zero-data 进一步让模型自己生成 problem / curriculum,即 self-play:Absolute Zero、[[R-Zero:Self-Evolving Reasoning LLM from Zero Data|R-Zero]] 采用 proposer / challenger ↔︎ solver 的 co-evolution;Agent0 把这种关系扩展到 agentic task,curriculum agent 与 tool-using executor 从零外部数据共同 evolve。

[!example]+ co-evolution 长什么样(以 R-Zero 为例) challenger 根据 solver 当前能力生成新问题 → solver 解题 → 多数投票产生 pseudo label → 双方被重新训练 → 更强的 solver 反过来改变”下一轮值得出什么题”。curriculum 不来自人,而来自 solver 自身的能力边界。同路线另见 [[BEYOND PASS@1:SELF-PLAY WITH VARIATIONAL PROBLEM SYNTHESIS SUSTAINS RLVR|Variational Problem Synthesis]]。

problem 来源 learning signal 交给模型什么
zero-label 人出题 自造 how to learn
zero-data 自造 自造 what to learn

但有一条边界:problem 与 learning signal 动态变化了,improvement procedure 仍由人预设——majority voting、uncertainty reward、filtering rule 等 evaluation mechanism 不会随 solver 提升而自动变强。

[!warning] zero-data 的两大风险 - diversity collapse:proposer 收敛到一小类最容易满足 reward 的问题,curriculum 越来越窄。 - reward grounding failure:reward 无法锚定真实能力提升时,proposer 与 solver 的 co-evolution 共同偏离真正有价值的 learning frontier。

(3)auto research:自造 improvement strategy

再往前一步:self-improvement 从 curriculum generation 扩展到 research process 本身。research agent 根据模型当前表现分析 failure、提出 hypothesis、选择 data / training recipe、运行实验,并按 evaluation result 持续调整后续 research decision。

self-generated 的东西
zero-label supervision
zero-data curriculum
auto research improvement strategy

§3 Verifier:RSI 的真正瓶颈

把两节放在一起,闭环实际在逐层扩展:

answer → experience → learning signal → problem / curriculum → verifier

verification 很可能比 generation 更接近 RSI 的核心瓶颈——一个 self-improvement loop 能否持续,取决于它依赖的 evaluation signal 是否可靠。

任务域 verification 手段 特点
math / code proof checker、unit test、execution feedback 易形成稳定自动 loop,但 criterion 预先固定 → bounded self-improvement
open-ended agent / creative / research taste 需评价 novelty、usefulness、importance “什么算更好”本身难定义 → 越接近 open-ended RSI 越难

近期开始出现直接针对 verifier 本身的 self-improvement:

  • Self-Trained Verification:把 verifier 当训练对象,让 verification capability 随 iteration 提升。
  • Self-evolving Deep Research Agent:agent 能力演化时,同步更新评价 research output 的 rubric / verifier。
  • Meta-evaluation:不只评价 output,而是评价 evaluator 本身。
  • Red Queen Gödel Machine:agent 与 evaluator 共同 evolve,evaluation criterion 不再固定。

注意与 R-Zero 的区别:R-Zero 的 evaluation signal 随 solver 状态动态变化,但 majority voting、uncertainty reward 等 verification mechanism 仍是人为设定;上面这些工作进入 evolution loop 的,是 verifier 的能力乃至 criterion 本身。

[!question] 全文悬而未决的核心问题 verifier 可以被 meta-verifier 评价,evaluator 可以与 agent co-evolve,但不断变化的 evaluation mechanism 如何保持与真实目标的 grounding?如何让 verifier 持续进化、又不与 policy 共同 drift(co-drift)?这是 closed-loop RSI 最关键也最难的问题之一,目前没有成熟答案。

我的批注

  • ⚡ 全文最有力的框架是两条线:persistence(output → weights → Agent)与闭环逐层扩展(supervision → curriculum → strategy → verifier),把一堆 self-* 术语统一在”人逐步退出 loop”之下。
  • ⚡ §3 的判断与 [[Review:自进化Agent的RL Memory与Skill方法批判]] 形成互证:那边说 memory / skill 工作 over claim、真问题是 credit assignment;这边说 generation 侧已基本闭环、瓶颈全压到 verification——都指向 evaluation 被高估、verification 被低估。
  • ❓ verifier 自进化四方向(Self-Trained Verification / meta-evaluation / Red Queen)都还较新,值得各建一条 paper 笔记跟踪。
  • ❓ training collapse 机理文中未展开,可对照 [[CURE:Critical-Token-Guided Re-concatenation for Entropy-collapse Prevention|CURE]](entropy collapse)与 [[ProRL:Prolonged Reinforcement Learning Expands Reasoning Boundaries in Large Language Models|ProRL]]。

行动项

相关笔记

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参考文献

  1. arXiv:2607.07663
  2. A Taxonomy of Self-Evolving Agents (lsl.zone)
  3. Anthropic:Recursive Self-Improvement