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Agent Agent-科研 未饱和 模态 · 混合 任务 · 执行验证

AI4S Specialist-Operation Benchmark(论文未正式命名;仓库名 rethinking-agent-evaluation) 1.0

TU Munich / Inria 等用 4 个必须调用已发表专家模型的科学任务、18,240 条轨迹证明:约 54% 的结果方差来自「重复同一配置」而非「改变配置」,而五个配置轴里「给 Agent 多少信息」的影响超过模型规模与时间预算

Technical University of Munich (MCML) / Helmholtz Munich / Inria (ENS, CNRS, PSL) ·

考察能力

查找并运行专家模型 科学工作流执行 代码执行与调试 预算内自主推进 自我校验 成本控制

构建信息

数据规模
4 个任务(天体物理 2 / 基因组学 2);主实验 432 配置 × 5 次重复 × 4 任务 = 8,640 条轨迹,连同消融共 18,240 条;每任务 2,160 次运行
构建方式
每个任务锚定一个已发表的领域专家模型(AstroCLIP / AstroSage-8B / DNABERT-2 / RiNALMo),真值取该模型原始论文公布的分数;四个任务刻意覆盖四种不同的失败环节——前处理、模型已过时、需要微调、后处理
评测方式
Agent 必须自己找到专家模型、准备输入数据、写代码跑通;分数与「专家模型原始论文值 R」「裸基座 B」「平凡解 T」三个锚点比较,换算为 gap_closed;另设 hurdle 指示器筛掉未做真实尝试的运行
核心指标
gap_closed G = (S − B) / (R − B)。⚠️ 本卡 topResults 按「三个 gap_positive 任务 pooled 的 G」降序排,但四个数值来自两篇不同消融的表格(Qwen-397B 与 Sonnet 5 出自 144-cell 网格,Step-3.7-Flash 与 Qwen-122B 出自 96-cell 网格),跨网格比较须谨慎,见正文

模型效果排行

🥇 Qwen3.5-397B-A17B (FP8; 144-cell 网格, 与 Claude Sonnet 5 对照; 校准误差 0.092, $0.315/次, 24.7 步 / 31.4 次工具调用)
0.870 2026-10
🥈 Step-3.7-Flash 198B-A11B (开放权重; 96-cell 网格, 与 Qwen-122B 对照; 以约一半的单次成本高于 Qwen-122B; 校准误差 0.073)
0.865 2026-10
🥉 Claude Sonnet 5 (闭源; 144-cell 网格; 工具调用数不到 Qwen-397B 的一半、工具错误约五分之一、校准误差 −0.016 全场最好, 但按列表价更贵且 pooled G 更低)
0.828 2026-10
4. Qwen3.5-122B-A10B (FP8; 全网格含 act-only 时 0.822, 排除 act-only 的 96-cell 网格为 0.802; 接入 oracle_check 工具后升至 0.923)
0.822 / 0.802 2026-10

为什么重要

几乎所有 Agent 评测都在报告分数、成本、一致性、鲁棒性——但它们把 Agent 本身当成固定的。实践中 Agent 是一个可配置系统:用户决定告诉它什么、让它跑多久、用哪个模型,而这三个选择每一个都能改变结果,也改变结果的稳定性。

这篇论文(TU Munich / Helmholtz Munich / Inria,2026-10-01 提交)做的事就是把「Agent 的配置」本身当成自变量来测。结论的第一条就足以让所有单次运行的排行榜数字变得可疑:

约 54% 的结果方差来自「重复同一配置」,而不是「改变配置」。

换句话说:跑一次得到的分数,本身不是一个可靠信号。 这条对 2026 年流行的一大批「单次 pass@1 排行榜」是直接的方法论挑战。

为什么选科学任务

很多科学任务依赖领域专家模型(为特定科学领域或任务训练的模型),通用 LLM 无法从自己的知识里替代它们。所以 Agent 不能靠背答案——它必须找到对的模型、准备好输入数据、写代码把它跑起来,三步都能被配置影响。而已发表专家模型的公开分数又提供了一个现成的参照物,可以直接拿来校验 Agent 的产出。

论文举的例子是从星系图像估计红移:微调一个多模态 LLM 去处理星系图像成本极高,但这项任务已经有专门的模型,Agent 完全可以拿去用。

构建方式

四个任务 = 四种失败环节

任务领域规模指标专家模型刻意设计的难点体制
redshift-estimation天体物理20 张星系图像R²AstroCLIP前处理gap_positive
mmlu-astronomy天体物理152 题AccuracyAstroSage-8B模型已过时(Declining)gap_negative
promoter-prediction基因组学613 条 DNA 序列MCCDNABERT-2需要微调gap_positive
rna-folding基因组学300 条 RNA 序列F₁RiNALMo后处理gap_positive

mmlu-astronomy 是刻意放进来的反例:它的裸基座分数 0.967 高于专家模型 AstroSage 的参照值 0.671(随机 0.25)。也就是说在这个任务上正确行为是不用专家模型。这一题专门用来看 Agent 会不会质疑一个比自己弱的专家模型——后面会看到,它不会。

三个锚点

每个任务都配三个锚点,分数换算成「补上了多少差距」:

  • R(Reference):专家模型原始论文公布的分数
  • B(Backbone):裸基座模型直接做(不调用专家模型)
  • T(Trivial):平凡解

四个任务的锚点分别是:

任务RBT边距 μ
redshift-estimation0.753−2.7010.0000.250
mmlu-astronomy0.6710.9670.2500.050
promoter-prediction0.746−0.0300.0000.100
rna-folding0.7350.0000.0000.100

redshift-estimation 的裸基座是 −2.701——比平凡解还差一大截。这说明不调专家模型的话,模型会主动做出比「什么都不做」更糟的东西。

五个配置轴

轴取值
Information(给多少信息)none / identity(只说模型名)/ interface(给接口文档)/ protocol(给完整实验方案)
Reasoning是否生成推理并在步骤间保留
Verification多强地要求它自查
Budget(时间预算)short / medium / long
Model(基座)Qwen3.5-35B-A3B / 122B-A10B / 397B-A17B(均 FP8 量化)

主实验是这五轴的笛卡尔积:432 个配置 × 5 次重复 × 4 个任务。加上后续消融(Step-3.7-Flash、Claude Sonnet 5、oracle 工具)共 18,240 条轨迹。

关键发现

一、一半以上的方差是噪声,不是配置

  • 在「真正做了尝试」的运行里,约 54% 的分数方差来自重复同一配置
  • 不排除未过 hurdle 的运行,配置只能解释 39.4% 的方差;只看过 hurdle 的是 46.1%
  • 池化的结果一致性 C_out = 0.858,但 redshift-estimation 只有 0.727(重复运行互相矛盾的比例远高于其他任务)
  • 每个配置的平均分数即使用 5 次重复,95% 置信区间依然很宽:以 |R − T| 为单位,redshift-estimation 的单格均值 CI 半宽达 85.1%,rna-folding 是 12.8%,promoter-prediction 是 10.7%

⚠️ 最后一条尤其重要:redshift-estimation 上 5 次重复的误差棒宽度接近整个参照区间的 85%。在这个任务上任何单次分数都不构成结论。

二、五个轴里,「给多少信息」影响最大,超过模型规模与时间预算

轴效应(mean rank,1 = 最大):

轴平均排名promoterredshiftrna
Information1.001(效应 1.925)1(1.452)1(1.496)
Model2.672(0.704)4(0.170)2(1.253)
Reasoning3.003(0.274)3(0.172)3(0.302)
Budget3.334(0.142)2(0.201)4(0.255)
Verification5.005(0.131)5(0.130)5(0.077)

补充证据:偏 η²(主效应模型,控制其他轴后该轴解释的方差占比)在三个任务上分别是 0.413 / 0.296 / 0.260,远高于 Model 的 0.080 / 0.007 / 0.145。bootstrap 1000 次里,Information 在每一个任务上排名第一的比例都是 1.00。

信息量的影响不只是分数:它还同时降低成本、缩短运行时间、改善校准。这是全场唯一一个「改了之后所有指标都变好」的轴。

三、更多时间预算只在「信息够用」或「模型够大」时才有用

  • 只有最大的模型从加预算中受益:Qwen-35B 从 short 到 long 的 G 变化是 −0.067 [−0.093, −0.039](中位数 −0.137),Qwen-122B 是 −0.030 [−0.053, −0.010],Qwen-397B 是 +0.025 [0.000, +0.047]
  • 用 matched configurations(只在所有预算档都至少完成一次运行的配置间比)结论不变:−0.045 / −0.021 / +0.036
  • redshift-estimation 上的逐格对照最清楚:信息为 none 时,加预算让分数从 −0.429 掉到 −0.713,而 hurdle 失败率几乎不变(89.1% → 92.2%)——论文的解释是「沿着错误路线走得更远」;信息为 interface 时,加预算让分数从 −0.605 升到 −0.380,hurdle 失败率同时下降(76.1% → 65.9%)
  • 信息给到 protocol 档时,三个预算档分数全是 0.753(= 参照值 R),hurdle 失败率 0.0%——预算完全没有区别

「加时间」不是无条件的好事。 这在 2026 年「推理预算越高越强」的默认叙事里是个明确的反例。

四、闭源模型对「时间」比「信息」更敏感

Claude Sonnet 5 的轴排名和三个 Qwen 模型不一样:Budget 排第 1(效应 1.589 / 1.878 / 1.796),Information 退到第 2。论文的原话是「the closed model is markedly more sensitive to how long it runs than to how much it is told」。

Sonnet 5 的执行效率也明显更高:pooled 口径下它的工具调用数不到 Qwen-397B 的一半,工具调用错误约为五分之一,校准误差 −0.016(Qwen-397B 是 0.092)。但按列表价它更贵,pooled G 反而更低(0.828 vs 0.870)。

论文给了一句很硬的结论:高效、低错误的执行本身并不带来更好的结果。

五、要求它自查没用,给它一个自查工具才有用

这是论文标题里「Agent 是系统」最具体的一处证据:

  • 通过 prompt 要求 Agent 验证自己的答案,对它的验证行为几乎没影响
  • 但提供一个专门的 oracle_check 工具(可以对着参照解打分),验证行为明显改变

数值上:Qwen-122B 的 pooled G 从基线 0.822 升到 0.923,校准误差从 0.093 降到 0.002;Step-3.7-Flash 从 0.865 升到 0.889,校准误差 0.073 → 0.026。

注意这里不是「工具让分数变高」这么简单——oracle_check 是照着参照解打分的,它本质上是把一部分真值信息交给了 Agent。真正可迁移的结论是后半句:有些期望行为,靠 prompt 要不来,只能靠系统设计。

六、Agent 不会质疑比它弱的专家模型

在 mmlu-astronomy(裸基座 0.967 > 专家模型 0.671)上,Agent 仍然在 66.1% 的运行里执行了 AstroSage。按信息档位拆(该任务上跨全部试验的平均准确率):

Information 档完成率平均准确率
none92.8%0.699
identity93.9%0.712
interface98.7%0.710
protocol95.7%0.617

给得越全,越差。 因为 protocol 档明确告诉它要用 AstroSage,而正确做法恰恰是不用。这是本基准里唯一一个「信息量反向」的任务,也是它对「信息总是越多越好」这条结论的自我保护。

相对地,在三个 gap_positive 任务上,Agent 找专家模型找得很准:promoter-prediction 上 DNABERT-2 被 100% 提及、99.8% 读文档、94.7% 实际执行;rna-folding 上 RiNALMo 是 100% / 100% / 99.3%。沙箱里同时放了四个模型(含三个诱饵),诱饵的提及率都在 10%–24%。

七、失败也分「没做完」和「做了但不是真尝试」

论文用了两层分解,这个设计本身值得记:

  • 完成率(有没有跑到提交):整体 80.7%,19.3% 耗尽预算。逐任务 76.3% / 95.3% / 89.3% / 61.7%
  • hurdle 失败率(完成了但分数没超过平凡解 + 边距 μ,即没做真实尝试):53.8% / 4.7% / 0.5% / 8.7%

四个任务的差别极大:redshift-estimation 上一半以上的完成运行根本没做出真实尝试,而 promoter-prediction 上只有 0.5%。论文指出:因为 ANOVA 是对平方偏差求和,这类罕见但严重的失败会把「组内方差」抬高到与发生频率完全不成比例的程度——所以他们才要额外做 hurdle 分解。

同一配置格点的完成率也极不稳定:redshift-estimation 上只有 54.6% 的格点「每次都完成」,40.3% 的格点「有时完成有时不完成」,5.1% 从不完成;rna-folding 上「有时完成」的格点占 72.0%。

成本与执行

每运行一次的平均开销(主实验,按第一方 API 列表价估算):

任务运行时长单次成本步数 / 工具调用 / 错误
redshift-estimation344.2 s$0.27733 / 38 / 4
mmlu-astronomy188.3 s$0.10721 / 24 / 2
promoter-prediction278.0 s$0.11520 / 24 / 3
rna-folding476.0 s$0.42441 / 45 / 5

工具调用里 run_bash 占绝对多数(16–33 次/运行),工具错误率在 9.7%–11.8%。工具执行(不是生成)占了每个模型 54%–73% 的墙钟时间——所以预算限制的主要是「能跑多少代码」,而不是「能想多久」。

一个有意思的成本细节:Sonnet 5 跑完一个 720 次运行的完整任务网格,按列表价算是 $337 / $159 / $216 / $328,而 Anthropic 实际账单是 $124 / $66 / $84 / $110,prompt caching 省下 58.6%–66.4%。论文特意把两个数都列了出来。

另外,promoter-prediction 上有一类可复现的错误:Agent 的 off-list 抓取读到了名字很像但不对的仓库(如 nlpaueb/dnabert-2-base-100M),而不是任务提供的那个。三个 gap_positive 任务上 85%–96% 的抓取都指向了正确模型的参考材料,但剩下的那一小撮足以毁掉一次运行。

局限

  1. 只有 4 个任务,且天体物理与基因组学各 2 个。论文的轴效应排名在三个 gap_positive 任务上一致,但样本量谈不上大。
  2. 开源模型全部 FP8 量化(资源限制),与 Sonnet 5 的闭源部署不完全可比。
  3. 成本是按列表价从 token 数估算的,不是真实账单(唯一例外是 Sonnet 5,论文同时给了计算值与实际值)。
  4. redshift-estimation 的方差大到让分数接近不可用:单格均值 CI 半宽 85.1%,该任务的任何单点结论都要打折。
  5. oracle_check 工具把参照解暴露给 Agent,它的增益不等于「更好的验证」的增益,读这个消融时要注意因果方向。
  6. 论文没有给出人类基线。

最新进展

  • 2026-10-26 建卡。 论文 2026-10-01 提交(arXiv:2610.01618),代码与轨迹在 GitHub 仓库 lusxvr/rethinking-agent-evaluation,共 18,240 条轨迹及产出物一并发布。
  • 本卡 topResults 的读法:四个数值是「三个 gap_positive 任务 pooled 后的 G」,但分属两张消融表的不同网格——Qwen-397B(0.870)与 Sonnet 5(0.828)出自 144-cell 的开放 vs 闭源对照网格,Step-3.7-Flash(0.865)与 Qwen-122B(0.822 / 0.802)出自 96-cell 的同尺寸开放权重对照网格。按本站处理跨 lane 数值的一贯做法:排序只是合规呈现,不构成跨网格的强弱结论。真要比较,论文自己在正文里给的对照是「Step-3.7-Flash 以约一半的单次成本高于 Qwen-122B」和「Sonnet 5 比 Qwen-397B 更高效但 pooled G 更低」——这两条才是论文认定的结论。
  • 未进 topResults 但必须记的一条:Qwen3.5-35B-A3B 在本卡的消融表里没有 pooled G,只有 mmlu-astronomy 上的平均准确率 0.626(对照:122B 0.707、397B 0.715)。但在预算交互上它是全场唯一「加预算反而显著变差」的模型(−0.067,matched 后仍为 −0.045),小模型在长预算下的退化是本基准最反直觉的结果之一。
  • 可复用的方法论:本卡的「hurdle 指示器 + 结果一致性 C_out + ICC + 校准误差 + 成本/时延」五件套,是目前看到的最完整的一套 Agent 可靠性分解。凡是要报告 Agent 分数的基准,都值得问一句:它有没有报告重复运行的方差。
Agent-科研 配置消融 方差分解 专家模型调用 可复现性 AI4S