多轮 Agent 的 RL 训练有两种常见死法:轮数一开始就给大,模型陷入冗余推理和无效动作,训练崩溃;一直给小,探索变窄,性能撞天花板。 这篇论文把最大交互轮数做成单调递增的课程,并把环境、Agent、训练三块解耦成一个可并行 rollout 的框架。 代价是:规则清晰的模拟环境收益最大,开放网页和深度搜索仍落后顶级闭源模型。
AgentGym-RL 想做的是:不用 SFT 预热,直接让 Qwen2.5-3B / 7B 在五个环境里多轮交互,用终局奖励做 RL。 五个场景分别是 WebArena、Deep Search、TextCraft、BabyAI、SciWorld。
核心不是新损失函数,而是课程:先把最大交互轮数压小,让模型学会在少量轮次内完成任务;再按
ht+1 = ht + δh 逐步放开,逼它探索更长决策路径。
论文把这套方法叫 ScalingInter-RL。
结果分两类:ScalingInter-7B 在 TextCraft 上 91.00 对 o3 的 93.00,接近;在 BabyAI 和 SciWorld 上超过 o3; WebArena 和 Deep Search 仍有明显差距。论文摘要的说法是 “match or surpass commercial models on 27 tasks”,不是全面超越。
边界同样清楚:只在域内、数字环境、单智能体验证;Chem-Mix 这类任务对论文自己的三个模型仍是 0; 论文未报告 GPU 小时数,样本效率无法判断。
先建立共同认知:奖励只在轨迹末尾给出,轮数越多,信用分配越难,探索空间越大。
论文把 agentic task 建模成部分可观测马尔可夫决策过程(POMDP):给定指令 u,Agent 根据当前状态
s 生成动作 a,环境返回观测 o 并转移到下一个状态;经过 N 轮交互后,
环境给出一个终局奖励 r(τ) ∈ [0,1]。中间轮次没有逐步奖励。
这把监督信号压到一条轨迹的末尾:同一个终局奖励要归因到几十个动作上,方差大;轮数越多,动作空间和观测空间越大, 稀疏奖励越难命中。论文的初步实验给出两种失败模式,正好对应两个极端。
一开始就给较大的最大交互轮数(例如 10),模型会进入冗余推理和无效动作的循环,最终训练崩溃、性能下降。
原文:“beginning with a large number of interaction turns often leads the model into redundant reasoning and unproductive actions, ultimately causing training collapse and degraded performance.”(§3.3)
一直限制在较小的最大交互轮数(例如 5),探索被压窄,模型学不到多样化的交互模式,后期遇到性能天花板。
原文:“constraining the number of interactions to remain consistently small tends to narrow exploration and limits the agent’s ability to master diverse patterns.”(§3.3)
所以问题不是「有没有 RL 算法」,而是怎样安排交互预算:让策略先学会基本技能,再逐步扩展决策路径。 这也是 Section 03 的课程方法要解决的核心矛盾。
两条路都能做出 demo,但都没有让模型通过与环境交互自己变强。
用 GPT-4o、o3 等闭源模型做规划、反思、角色分工,靠 prompt 和外部 workflow 把任务串起来。
卡点:底层模型没有被训练,能力不会随交互演化;依赖强大的闭源模型,成本高,也无法把能力沉淀到开源模型里。
收集专家轨迹,逐步模仿专家的动作,学习 API 调用、规划和反思。
卡点:专家数据昂贵、难规模化;专家没覆盖的情况学不会;论文的原话是 “the model struggles to self-improve through interactions with the environment”(§6)。
RL 路线已有单轮推理的成功案例(如 DeepSeek-R1 类工作),也有少量多轮 Agent 的尝试;论文认为后者受限于任务复杂度、 环境多样性,且优化稳定性不足(§1、§6)。在 test-time scaling 一侧,Zhu et al. [96] 探索了多种 agent test-time scaling 策略, 但没有研究 RL 中的 inference scaling;论文认为最接近的工作是 TTI [55],它用 rejection sampling 教 Agent 把更多 compute 分配给交互,局限在 web navigation(§6)。
要同时满足:跨多种真实环境、不依赖 SFT 预热、支持主流 RL 算法、训练稳定可复现。AgentGym-RL 想填的就是这个缺口;ScalingInter-RL 则是为了让训练在长轮数下不崩。
方法的核心是一条递推式:每 Δ 步把轮数上限加 δh,直到环境允许的上限。
论文的目标仍然是最大化终局奖励:J(θ) = Eτ∼πθ[r(τ)]。
一条轨迹写成 τ = (a0, o1, a1, …, aK−1, oK),
K 是交互轮数。课程给 K 加了一个上限 ht,并要求上限单调递增:
早期 h 小:Agent 只能在少量交互内完成任务,迫使它学会高效利用(exploitation),先掌握基本技能和简单任务。
后期 h 增大:允许更长的决策路径,鼓励探索、规划、反思和策略性回溯;论文把这种现象类比为 RLVR 中的 length-scaling。
论文强调这不是靠大量超参搜索:阶段切换点按原 RL 过程的总优化步数设置(§4.2)。 Figure 7 在 Deep Search 上给了三种策略的对照:固定 10 轮早期奖励更高但快速崩溃;固定 5 轮稳定但遇到天花板; ScalingInter 逐步放开,长期性能更高。
下面的示意器只实现课程递推式和 Appendix B 给出的环境上限。h1、Δ、δh 是页面自设的示意参数,不是论文的训练配置—— 原文只给了递推式、单调性、环境上限,以及“按总优化步数设切换点”的描述。
覆盖:§3.3 的递推式 ht+1 = ht + δh、单调递增、每 Δ 步更新;
Appendix B.1–B.5 给出的五个环境最大交互轮数(WebArena 15、Deep Search 4、TextCraft 20、BabyAI 20、SciWorld 20);
以及“早期 exploitation、后期 exploration”的阶段行为。
未覆盖:论文没有给出 h1、δh、Δ 的具体取值,也没有给出 δh 的 adaptive 规则、阶段数量和“按总优化步数设切换点”的精确算法; 示意器用固定滑块代替。它不是论文训练曲线的复现,只是机制演示。
两处原文设置并列:§4.2 与 Figure 7 在 Deep Search 上用最大 10 轮和 5 轮做对照;Appendix B.2 写 Deep Search 的最大交互轮数是 4。 示意器采用 Appendix B.2 的 4 作为环境上限;原文没有说明这两组设置的关系。
JS 使用的公式是 h = min(h₁ + δ_h × Math.floor(t / Δ), cap),其中 cap 来自环境选择。
阶段边界按已进入下一阶段计(t 是 Δ 的整数倍时,Math.floor 取商)。
参数组 A:Deep Search(cap=4),h₁=1,δ_h=1,Δ=100,t=350。
Math.floor(350/100)=3 → 1 + 1×3 = 4 → min(4, 4) = 4。页面应显示 4。
参数组 B:TextCraft(cap=20),h₁=2,δ_h=2,Δ=150,t=400。
Math.floor(400/150)=2 → 2 + 2×2 = 6 → min(6, 20) = 6。页面应显示 6。
把上方环境切到 Deep Search、滑块设为 A 组,或切到 TextCraft、滑块设为 B 组,读数应与这里逐位一致。
论文没有用 SFT 预热;训练细节大多在 Appendix B,页面把能查到的都列出来。
主实验的 backbone 是 Qwen2.5-3B 和 Qwen2.5-7B,从零开始做 RL,不做 SFT 预热。
主要算法是 GRPO;框架同时集成 PPO、RLOO、REINFORCE++,也支持 SFT、DPO 和 rejection sampling(AgentEvol)(§3.2.2)。
所有环境共用 KL 系数 1×10⁻³、采样温度 1.0;WebArena 每个 query 采样 4 条轨迹,其余环境 8 条。
Appendix B.1–B.5 · 各环境训练设置摘录
| 环境 | 场景 / 任务 | 最大交互轮数 | 学习率 | 每 query 轨迹数 | 数据规模 |
|---|---|---|---|---|---|
| WebArena | 网页导航(5 个子任务) | 15 | 5×10⁻⁷ | 4 | 372 训练 / 50 测试(排除 Content & Config) |
| Deep Search | 深度搜索(7 个数据集) | 4 | 1×10⁻⁶ | 8 | 每个数据集从 dev set 采样 400 例 |
| TextCraft | 数字游戏(Depth 1–4) | 20 | 1×10⁻⁶ | 8 | 4 个深度子集 |
| BabyAI | 具身任务(6 个子任务) | 20 | 1×10⁻⁶ | 8 | 6 个子集 |
| SciWorld | 科学实验(8 个子集) | 20 | 1×10⁻⁶ | 8 | 8 个子集 |
以上数字取自 Appendix B.1–B.5(轮数、学习率、轨迹数为原文数值;场景和子集为原文描述)。SFT 基线的学习率是 1×10⁻⁴,主表用的是 RL 设置;Deep Search 在 Appendix B.2 写的是 4 轮,而 §4.2/Figure 7 另有一组 5/10 轮的对照实验。
recursive crafting_tree 里列表结构冗余复制导致的内存泄漏(§3.2.3)。硬件是 NVIDIA A100 GPU 和 Ascend 910B NPU(Appendix B);训练可跨多节点、多进程分布式执行(Appendix A)。 论文未报告总 GPU 小时数、单次训练成本或样本效率;Appendix B 只交代了硬件类型。这一点会影响“7B 模型很便宜”这类推断——页面不替论文补这个数。
环境通过 HTTP server–client 并行跑 rollout,训练模块消费轨迹并更新策略;课程只改 rollout 的最大轮数。
/observation、/available_actions、/step、/reset(Appendix A)。# Stage 1: Generate responses、# Stage 2: Prepare experience(compute log prob、ref log prob、advantages)、# Stage 3: Actor training。rollout 循环里每个 handler 记录 assistant message、observation 和 score,all_done 时提前结束。max_rounds,不改环境、Agent 或训练损失;它与具体算法(PPO/GRPO/…)的组合效果,论文没有给出单独消融。
论文把“可扩展、可复现”当作框架贡献的一部分:环境/Agent/训练三块可以独立替换,新的环境只需继承 BaseEnvClient 并实现
reset()、step()、observe()(§3.2.3)。训练管线支持多节点、多进程并行,并记录 policy entropy、KL divergence、
reward curve、rollout statistics 等诊断指标(Appendix A)。
五个 benchmark 的 Overall 放在一起看,结论不是「全面超过」,而是「两类环境、两种结果」。
Table 1–5 · Overall 列摘录(最后一列为该表最强对比模型;未列本文 3B 模型)
| Benchmark | Qwen2.5-7B-Instruct | AgentGym-RL-7B | ScalingInter-7B | OpenAI o3 | 最强对比模型 |
|---|---|---|---|---|---|
| WebArena | 9.76 | 22.00 | 26.00 | 34.00 | o4-mini 36.00 |
| Deep Search | 18.75 | 34.00 | 38.25 | 49.50 | o3 49.50 |
| TextCraft | 42.00 | 89.00 | 91.00 | 93.00 | Gemini-2.5-Pro 94.00 |
| BabyAI | 66.67 | 92.22 | 96.67 | 94.44 | o3 94.44 |
| SciWorld | 1.50 | 50.50 | 57.00 | 41.50 | o3 41.50 |
数字逐字取自 Table 1–5 的 Overall 列;任务子集见各原表。评测随机性(重复次数、种子、avg@k 等)原文未报告。Qwen2.5-7B-Instruct 是未做 agentic RL 的基座对照。
论文在 §1 还报告了一个汇总数字:用该框架训练的 Qwen-2.5-7B 平均提升 33.65 分。 这个数字没有在 Table 1–5 中逐项展开,页面只按原文转述,不把它当作可复算指标。
下面只放 Overall 分数,数值逐字取自 Table 1–5;柱长按 0–100 线性映射。切换标签可以看同一模型在不同环境里的位置。
所有 Overall 分数的范围都在 0–100,因此柱长直接取 width = value%,不做归一化、不做平滑。
例 1:WebArena 的 ScalingInter-7B 26.00 → 柱长 26.00%。
例 2:BabyAI 的 ScalingInter-7B 96.67 → 柱长 96.67%。
排序按当前 benchmark 的分数从高到低;切换标签时只换数据,不改映射规则。
1. Chem-Mix。§4.3 写 “The ‘Chem-Mix’ sub-task proved to be intractable, with every model, including our top performers, scoring zero.” 但 Table 5 的 Chem-Mix 列有非零值:GPT-4o 20.00、Qwen-Max 20.00、OpenAI o3 40.00、Qwen3-235B-A22B 20.00、Qwen2.5-72B-Instruct 20.00、 Llama-3.1-8B-Instruct 20.00、Llama-3.1-70B-Instruct 40.00 等;论文自己的 AgentGym-RL-3B、AgentGym-RL-7B、ScalingInter-7B 三行均为 0.00。
2. WebArena 的 AgentGym-RL-7B。§4.3 写它“achieved an overall score of 16.00%, matching the performance of GPT-4o”; Table 1 的 AgentGym-RL-7B 行是 22.00。页面表格采用 Table 1 的 22.00,并在正文保留 §4.3 的 16.00 说法。
3. TextCraft 的提升幅度。§4.2 写 ScalingInter-RL “surpasses the base model by 30 points”; Table 3 的 Qwen2.5-7B-Instruct 是 42.00,ScalingInter-7B 是 91.00,差 49.00 分。两个说法并列。
4. Deep Search 的轮数。§4.2 与 Figure 7 用最大 10 轮和 5 轮做对照;Appendix B.2 写 Deep Search 的最大交互轮数是 4。 页面在 §3 的示意器里采用 Appendix B.2 的 4,在 §03 和 §06 引用 Figure 7 时保留 5/10 的表述。
5. SciWorld 的 50.50 与 57.00。§4.2 写 RL “boosted the model’s score from 1.50 to 50.50”; Table 5 里 AgentGym-RL-7B 是 50.50,ScalingInter-7B 是 57.00。页面的 SciWorld 卡片和条形图采用 Table 5 的 ScalingInter-7B 57.00, §4.2 的 50.50 作为 AgentGym-RL-7B 的原文表述并列保留。
论文自己的表、案例和 future work 划出了四条边界。
WebArena 26.00 对 o3 34.00,差 8.00 分;Deep Search 38.25 对 o3 49.50,差 11.25 分(Table 1、Table 2)。WebArena 的差距集中在 GitLab & Reddit:20.00 对 80.00(Table 1)。论文自己写的是“a disparity almost entirely concentrated in the ‘GitLab & Reddit’ sub-task”(§4.3)。
Table 5 的 Chem-Mix 列里,AgentGym-RL-3B、AgentGym-RL-7B、ScalingInter-7B 全是 0.00;部分基线反而非零(o3 40.00、Llama-3.1-70B 40.00、GPT-4o 20.00 等)。§4.3 的文字却说 “every model ... scoring zero”。两处并列,页面不替原文消解。对论文方法而言,这个子任务是明确失败。
论文的 future work 原文列出三条:域内 → 新环境/新工具的泛化与迁移;数字任务 → 更长时程、物理世界任务;单智能体 → 多智能体 RL(§7)。论文还写 “Most existing studies—including ours—focus on relatively simple digital tasks.” 这套结果不能直接外推到真实机器人、自动驾驶或多 Agent 协作。
Appendix B 只写使用 A100 与 Ascend 910B,未报告 GPU 小时数或总计算量;因此无法判断“小模型 + 后训练更便宜”是否成立推断(依据:Appendix B 只列硬件类型,未列训练时长/能耗)。案例研究还展示了 over-interaction(Figure 16)和过早终止(Figure 15)等失败模式;论文说 RL 过程 “failed to instill the precision and efficiency required for optimal task completion”(§5.3)。
一句话总结:这篇论文给出的是一套在规则清晰的模拟环境里可复现的多轮 RL 训练配方,而不是一个在开放世界全面超过闭源模型的 Agent。 如果目标环境像 WebArena 一样开放,论文自己的数据说明提升有限且仍落后 o3;如果目标环境规则清晰、反馈可判定,ScalingInter-RL 的课程思路可以直接借鉴。