【论文阅读】Agent 记忆机制(122):MDSKILL——如何把外部 Skill Memory 真正内化为 Agent 自身能力
文章目录
- 前言
- 零、论文基本信息
- 一、Skill Memory 为什么需要内化
- 二、直接蒸馏为何会失败
- 三、蒸馏方向的预实验
- 四、MDSKILL 方法总览
- 五、模块一:动态技能价值
- 六、模块二:三种功能 Skill View
- 七、模块三:Knowledge-Gain Gate
- 八、模块四:结果驱动的三向蒸馏
- 九、多视角蒸馏目标
- 十、多视角为何可能更稳定
- 十一、实验设置
- 十二、主实验结果
- 十三、消融与训练动态
- 十四、蒸馏权重与 Loss 形式
- 十五、动态检索消融
- 十六、Skill Evolution 是否真的发生
- 十七、效率与计算成本
- 十八、失败、退化与证据边界
- 十九、与 Agent Memory 系列横向比较
- 二十、对 Coding Agent、Tool Agent 与 Multi-Agent 的启发
- 二十一、局限性与批判性分析
- 二十二、我的理解与启发
- 二十三、总结
- 参考资料
前言
长期运行的 Agent 不只是需要记住过去,还需要把过去的经验逐步变成自己的能力。
假设一个 Web Agent 多次执行购物任务后,总结出一条 Skill Memory:
搜索商品时,先确认属性筛选条件,再比较价格,最后检查购买按钮是否对应目标规格。
最直接的做法,是每次遇到相似任务时把这条技能放进 Prompt。这样确实能提高当前任务表现,但 Agent 的成功仍依赖外部记忆库:一旦没有检索到这条经验,能力也随之消失。
更理想的目标是将技能“内化”进模型参数。Agent 即使不再看到 Skill Memory,也能复现相同的状态判断、规划逻辑和纠错行为。这也是自进化 Agent 与普通 RAG Memory 的关键差别:记忆不仅服务于下一次推理,还应该成为策略学习的训练信号。
此前的 Agent Memory 系列更多讨论如何构建、关联、检索和演化外部记忆。例如 A-MEM 建立动态关联,MAGMA 用多图组织多粒度经验,ReMemR1 允许写入阶段回看历史,Mem²Evolve 关注记忆系统自身的演化。MDSKILL 则把问题推进到另一个层面:如何将外部文本技能可靠地蒸馏回共享策略。
问题在于,Agent 自己生成的技能并不天然适合作为教师:
- 有些技能来自偶然成功,策略本身并不可靠;
- 有些技能已经被当前策略掌握,继续注入只会增加冗余;
- 多条技能分别负责观察、规划和执行控制,混在同一个 Prompt 中会发生功能纠缠;
- 不同技能可能冲突,让 Token 级蒸馏产生不稳定梯度;
- Skill-View 分支甚至可能比不使用技能的 Skill-Free 分支更差。
MDSKILL 的做法不是继续扩大技能库,而是将技能拆成三种功能视角——State Grounding、Action Planning 和 Execution Control——分别探索,再根据实际成败动态决定知识应该正向、反向还是跨视角传递。
一句话核心增量:MDSKILL 将纠缠的 Skill Memory 拆解为 Grounding、Planning、Control 三种功能视角,并通过结果门控的多向自蒸馏,把可靠且互补的外部经验选择性内化到共享策略中。
这篇论文最重要的思想是:Skill Memory 并不天然是 Teacher;谁教谁,应该由同一状态下的实际任务结果决定。
零、论文基本信息
- 论文名称: MDSKILL: Learning to Internalize Skill Memory through Multi-View Distillation for Efficient Dynamic Agent Self-Evolution
- 发表平台: arXiv
- 代码仓库: MDSKILL 匿名代码仓库
- 作者: Dian Jin、Jinluan Yang、Kairong Han、Baohong Li、Zijing Hu、Yi He、Wenlin Zhong、Yunze Tong、Minqin Zhu、Linchuan Li、Yanan Niu、Kun Kuang
一、Skill Memory 为什么需要内化
1. 外部记忆增强与能力内化不是一回事
Skill-Augmented Agent 在每次行动前检索历史经验,并将技能作为文本提示加入上下文。它提升的是条件策略:
a t ∼ π θ ( ⋅ ∣ x , h t , m t ) a_t\sim\pi_\theta(\cdot\mid x,h_t,m_t) at∼πθ(⋅∣x,ht,mt)
其中 x x x 是任务指令, h t h_t ht 是当前交互历史, m t m_t mt 是检索到的技能记忆。
真正的内化要求模型在没有 m t m_t mt 时仍能行动:
a t ∼ π θ ( ⋅ ∣ x , h t ) a_t\sim\pi_\theta(\cdot\mid x,h_t) at∼πθ(⋅∣x,ht)
这两条分支共享参数 θ \theta θ。如果只有 Skill-View 变强,而 Skill-Free 没有改善,系统仍然依赖外部记忆;只有 Skill-Free 同步提升,才能说明经验已经进入策略参数。
2. 稀疏奖励不足以传递细粒度经验
Agentic RL 通常只在轨迹结束时获得成败奖励:
J R L ( θ ) = E τ ∼ π θ [ R ( τ ) ] \mathcal{J}_{\mathrm{RL}}(\theta)=\mathbb{E}_{\tau\sim\pi_\theta}[R(\tau)] JRL(θ)=Eτ∼πθ[R(τ)]
一条 20 步轨迹最终失败,并不能告诉模型第 7 步的观察误读、第 11 步的规划失误和第 15 步的重复操作分别应如何修正。Skill Memory 可以总结这些经验,但若只把技能用于 Prompt,策略参数仍缺少细粒度监督。
3. OPSD 提供 Token 级内化路径
On-Policy Self-Distillation 让 Skill-View 分支充当教师,Skill-Free 分支模仿其 Token 分布:
L O P S D = E τ ∼ π θ ( ⋅ ∣ x , m ) [ 1 ∣ τ ∣ ∑ t D K L ( π θ ˉ ( ⋅ ∣ x , h t , m t ) ∥ π θ ( ⋅ ∣ x , h t ) ) ] \mathcal{L}_{\mathrm{OPSD}}=\mathbb{E}_{\tau\sim\pi_\theta(\cdot\mid x,m)}\left[\frac{1}{|\tau|}\sum_tD_{\mathrm{KL}}\left(\pi_{\bar{\theta}}(\cdot\mid x,h_t,m_t)\Vert\pi_\theta(\cdot\mid x,h_t)\right)\right] LOPSD=Eτ∼πθ(⋅∣x,m)[∣τ∣1t∑DKL(πθˉ(⋅∣x,ht,mt)∥πθ(⋅∣x,ht))]
θ ˉ \bar{\theta} θˉ 表示停止梯度的教师参数。相比轨迹级奖励,这个目标可以在每个 Token 上提供稠密监督。
问题在于:OPSD 默认 Skill-View 是可靠教师,而自生成技能并不满足这个前提。
二、直接蒸馏为何会失败
1. Skill-View 可能是错误教师
技能可能来自不完整反思、偶然成功或错误归因。将它加入 Prompt 后,模型反而可能执行更差。如果仍让 Skill-Free 模仿 Skill-View,错误会被直接写入共享参数。
2. 功能纠缠让监督来源不可辨认
一条成功轨迹可能同时使用:
- 用于识别物体状态的 Grounding 技能;
- 用于选择子目标顺序的 Planning 技能;
- 用于检测重复失败的 Control 技能。
如果三类经验混在一个 Prompt 中,即使轨迹成功,也很难知道是哪一类技能贡献了正确行动。冗余和冲突会让蒸馏梯度方向不稳定。
3. 已经掌握的技能会变成冗余
某条技能早期可能显著提升成功率,但随着策略学习,它的内容已经被内化。继续高频检索并蒸馏这条技能,既浪费训练预算,也可能阻碍新知识进入。
4. 固定 Teacher–Student 方向不合理
如果 Skill-View 成功而 Skill-Free 失败,正向蒸馏合理;如果 Skill-Free 成功而 Skill-View 失败,反向蒸馏才合理;如果不同 Skill View 表现不同,还需要跨视角传递。
因此,教师身份不能由“是否带技能”预先决定,而应由同一状态下的结果决定。
三、蒸馏方向的预实验
作者首先比较四种方案:不蒸馏、Skill-View → Skill-Free 的 Forward Distillation、反方向的 Reverse Distillation,以及双向蒸馏。

Figure 2:WebShop 上不同蒸馏方向的训练成功率。 所有蒸馏方案整体优于不蒸馏,但单独进行正向蒸馏明显不稳定;反向蒸馏表现最好,甚至高于直接双向蒸馏。
1. 为什么反向蒸馏更有效
当不带技能的轨迹成功、带技能的轨迹失败时,说明 Skill Memory 对当前策略产生了有害影响。让 Skill-View 模仿成功的 Skill-Free,可以教模型抵抗错误技能,而不会把噪声直接传播到共享策略。
Skill Memory 中有用的部分仍能通过 RL 间接进入参数:技能引导产生更高奖励轨迹,RL 会强化这些行为。因此,反向蒸馏并不意味着完全拒绝技能知识,而是避免用不可靠 Skill-View 提供稠密 Token 监督。
2. 分布错位证据

Figure 3:正向与反向蒸馏的 Top-K Token 重合率和熵差。 正向蒸馏的 Token 重合率低且波动大,绝对熵差更高;反向蒸馏的重合率逐渐提高,熵差更小、更稳定。
正向蒸馏要求不带 Skill Prompt 的 Student 复现带 Skill Prompt 的 Teacher 分布,但 Student 看不到教师使用的外部信息,形成条件分布错位。反向蒸馏主要是在 Skill-Free 已经成功时纠正 Skill-View,因此输入差异带来的错误监督更少。
3. 预实验带来的真正结论
结论不是“永远不要正向蒸馏”。Forward Distillation 仍然优于完全不蒸馏,说明技能中确实包含可内化知识。问题是如何识别可靠技能、分离不同功能,并只在技能真正带来增益时开启正向传递。
四、MDSKILL 方法总览
下面是论文最重要的框架图。

Figure 4:MDSKILL 详细框架。 系统动态维护 Skill Reliability 与 Advantage,从三个功能记忆库检索技能,生成 Grounding、Planning、Control、Combined 及 Skill-Free 轨迹,再按同一 Anchor State 下的成败关系建立正向、反向和跨视角蒸馏对。
完整闭环包括:
- Agent 与环境交互,生成成功和失败轨迹;
- 从轨迹中分别反思 Grounding、Planning、Control 技能;
- 动态评估技能当前是否可靠、是否仍带来额外收益;
- 在每个 Anchor State 同时生成多种视角轨迹;
- 用实际结果决定 Teacher 和 Student;
- 将互补知识蒸馏进共享策略;
- 改进后的策略产生更高质量轨迹和新技能,继续下一轮自进化。
五、模块一:动态技能价值
1. 为什么不能只按相似度检索
语义相似只能说明技能和当前任务讨论相近内容,不能说明技能可靠,也不能说明当前策略还需要它。MDSKILL 在相关性筛选之后,维护两个随策略变化的指标:
- Reliability: 使用该技能时,任务实际成功的概率;
- Advantage: 该技能相对 Skill-Free 基线带来的额外价值。
2. 动态证据
对于使用技能 m m m 的一次 rollout,令 y ∈ { 0 , 1 } y\in\{0,1\} y∈{0,1} 表示是否成功, y ˉ f r e e \bar{y}_{\mathrm{free}} yˉfree 表示同一任务上 Skill-Free 轨迹的平均成功率:
z r e l = y z^{\mathrm{rel}}=y zrel=y
z a d v = 1 + y − y ˉ f r e e 2 z^{\mathrm{adv}}=\frac{1+y-\bar{y}_{\mathrm{free}}}{2} zadv=21+y−yˉfree
若技能成功而 Skill-Free 经常失败,Advantage 较高;如果 Skill-Free 已经可以解决任务,技能的边际价值下降。
3. 时间衰减 Beta 后验
每个指标维护一组 Beta 分布参数:
w t , i = 2 − t − t i H w_{t,i}=2^{-\frac{t-t_i}{H}} wt,i=2−Ht−ti
α m , t d = 1 + ∑ i ∈ E m ( t ) w t , i z i d \alpha^d_{m,t}=1+\sum_{i\in\mathcal{E}_m(t)}w_{t,i}z_i^d αm,td=1+i∈Em(t)∑wt,izid
β m , t d = 1 + ∑ i ∈ E m ( t ) w t , i ( 1 − z i d ) \beta^d_{m,t}=1+\sum_{i\in\mathcal{E}_m(t)}w_{t,i}(1-z_i^d) βm,td=1+i∈Em(t)∑wt,i(1−zid)
d ∈ { r e l , a d v } d\in\{\mathrm{rel},\mathrm{adv}\} d∈{rel,adv}, H H H 是半衰期。旧证据随时间衰减,防止一个早期有用但已被内化的技能长期占据检索顶部。
4. Thompson Sampling
系统先按嵌入相似度选候选集:
C t ( x ) = TopK m ∈ M t sim ( x , c m ) \mathcal{C}_t(x)=\operatorname{TopK}_{m\in\mathcal{M}_t}\operatorname{sim}(x,c_m) Ct(x)=TopKm∈Mtsim(x,cm)
再分别从 Reliability 和 Advantage 的 Beta 后验采样:
q ~ m , t d ∼ Beta ( α m , t d , β m , t d ) \tilde{q}^{d}_{m,t}\sim\operatorname{Beta}(\alpha^d_{m,t},\beta^d_{m,t}) q~m,td∼Beta(αm,td,βm,td)
最终排序分数为:
S t ( m ) = q ~ m , t r e l + q ~ m , t a d v S_t(m)=\tilde{q}^{\mathrm{rel}}_{m,t}+\tilde{q}^{\mathrm{adv}}_{m,t} St(m)=q~m,trel+q~m,tadv
Thompson Sampling 同时实现利用与探索:证据充分、表现稳定的技能更容易被选中;样本少但不确定性高的新技能仍有机会被探索,不会被早期偶然成功永久压制。
六、模块二:三种功能 Skill View
1. State Grounding
回答“当前情境中已知什么”。该视角提取:
- 与任务相关的环境观察;
- 物体状态与约束;
- 缺失信息;
- 事实与假设的区别。
Grounding 技能指导 Agent 先检查环境、补齐证据,再决定下一步。
2. Action Planning
回答“在现有信息下下一步做什么”。它关注:
- 子目标划分;
- 操作顺序;
- 替代行动路径;
- 可跨任务复用的策略。
3. Execution Control
回答“当前执行是否应该继续”。它负责:
- 检查动作前提;
- 发现无效重复;
- 验证中间结果;
- 在观察与预期不一致时纠错或重规划。
4. Combined Branch
Combined Branch 从每个记忆库取一条高分技能,把观察解释、行动规划和执行监控结合起来。它用于探索三种功能交互后可能产生的整体方案。
下面这个 ALFWorld 案例能帮助理解不同视角为什么不能简单混写成一条技能。

Figure 5:ALFWorld 中的多视角技能指导。 Grounding 关注物体与环境状态,Planning 关注操作序列,Control 关注执行检查与错误恢复;三种技能从不同决策环节影响同一任务。
MDSKILL 不是让三个独立模型分别学习这些能力。不同分支仍共享同一策略参数,视角只用于构造更可解释、更少纠缠的探索和蒸馏信号。
七、模块三:Knowledge-Gain Gate
1. Anchor State
为了公平比较,MDSKILL 将同一任务、同一 Anchor State 下的 Skill-Free 与 Skill-View 轨迹分组。只有在相同决策起点上比较成败,才能判断 Skill Memory 是否真正带来了增益。
令 T a 0 \mathcal{T}_a^0 Ta0 为 Anchor a a a 的 Skill-Free 轨迹, T a + \mathcal{T}_a^+ Ta+ 为所有 Skill-View 轨迹:
n a 0 = ∑ τ ∈ T a 0 y ( τ ) n_a^0=\sum_{\tau\in\mathcal{T}_a^0}y(\tau) na0=τ∈Ta0∑y(τ)
n a + = ∑ τ ∈ T a + y ( τ ) n_a^+=\sum_{\tau\in\mathcal{T}_a^+}y(\tau) na+=τ∈Ta+∑y(τ)
2. Strict Gate
γ a s t r i c t = I [ n a + > n a 0 ∧ n a 0 = 0 ] \gamma_a^{\mathrm{strict}}=\mathbb{I}[n_a^+>n_a^0\land n_a^0=0] γastrict=I[na+>na0∧na0=0]
只有当 Skill-View 成功次数更多,并且 Skill-Free 全部失败时,才认为技能提供了明确新增知识。
3. Relaxed Gate
γ a r e l a x e d = I [ n a + > n a 0 ] \gamma_a^{\mathrm{relaxed}}=\mathbb{I}[n_a^+>n_a^0] γarelaxed=I[na+>na0]
只要 Skill-View 表现更好就允许正向或跨视角蒸馏。
4. 模型规模影响 Gate 选择
论文对 Qwen3-1.7B 使用 Strict Gate,对 3B 和 7B 使用 Relaxed Gate。较小模型生成和使用的技能噪声更大,需要更强证据才能允许 Forward Distillation;较大模型技能质量更高,Relaxed Gate 能开放更多有效 Teacher–Student 对。
这说明 Gate 不是一个跨模型固定超参数,而是对教师可靠性的估计。
八、模块四:结果驱动的三向蒸馏
1. Teacher–Student 选择
对同一 Anchor 下的教师轨迹 τ t \tau_t τt 与学生轨迹 τ s \tau_s τs,必须先满足:
y ( τ t ) > y ( τ s ) y(\tau_t)>y(\tau_s) y(τt)>y(τs)
也就是说,教师必须成功而学生失败。再结合分支来源与 Knowledge-Gain Gate:
g a ( τ t , τ s ) = I [ y ( τ t ) > y ( τ s ) ] ⋅ { γ a , v t ≠ 0 , v s = 0 1 − γ a , v t = 0 , v s ≠ 0 γ a , v t ≠ 0 , v s ≠ 0 , v t ≠ v s 0 , otherwise g_a(\tau_t,\tau_s)=\mathbb{I}[y(\tau_t)>y(\tau_s)]\cdot\begin{cases}\gamma_a,&v_t\neq0,v_s=0\\1-\gamma_a,&v_t=0,v_s\neq0\\\gamma_a,&v_t\neq0,v_s\neq0,v_t\neq v_s\\0,&\text{otherwise}\end{cases} ga(τt,τs)=I[y(τt)>y(τs)]⋅⎩ ⎨ ⎧γa,1−γa,γa,0,vt=0,vs=0vt=0,vs=0vt=0,vs=0,vt=vsotherwise
v = 0 v=0 v=0 表示 Skill-Free,非零表示某种 Skill View。
2. Forward Distillation
Skill-View 成功、Skill-Free 失败且 Gate 开启时,知识从技能分支传给无技能分支。这是最直接的“技能内化”。
3. Reverse Distillation
Skill-Free 成功、Skill-View 失败且 Gate 未开启时,知识反向传递,用成功的无技能行为纠正错误技能影响。
4. Cross-View Distillation
某个 Skill View 成功、另一个视角失败且 Gate 开启时,成功视角向失败视角传递。例如,Control 分支发现了重复行动错误,可以纠正 Planning 分支。
这三种方向共同解决一个关键问题:外部记忆并不拥有固定教师权威,Teacher 是由当前策略、当前任务和当前结果动态产生的。
九、多视角蒸馏目标
对所有合法 Teacher–Student 对,论文在教师 Top- K D K_D KD Token 支持集上计算 KL:
L M D = 1 ∣ I M D ∣ ∑ ( a , t , s , ℓ ) ∈ I M D D K L ( sg [ p ˉ t , ℓ ] ∥ p ˉ s , ℓ ) \mathcal{L}_{\mathrm{MD}}=\frac{1}{|\mathcal{I}_{\mathrm{MD}}|}\sum_{(a,t,s,\ell)\in\mathcal{I}_{\mathrm{MD}}}D_{\mathrm{KL}}\left(\operatorname{sg}[\bar{p}_{t,\ell}]\Vert\bar{p}_{s,\ell}\right) LMD=∣IMD∣1(a,t,s,ℓ)∈IMD∑DKL(sg[pˉt,ℓ]∥pˉs,ℓ)
sg \operatorname{sg} sg 表示停止教师梯度, p ˉ t , ℓ \bar{p}_{t,\ell} pˉt,ℓ 与 p ˉ s , ℓ \bar{p}_{s,\ell} pˉs,ℓ 是归一化 Token 分布。
完整训练目标为:
L = L R L + λ M D L M D + β K L L K L \mathcal{L}=\mathcal{L}_{\mathrm{RL}}+\lambda_{\mathrm{MD}}\mathcal{L}_{\mathrm{MD}}+\beta_{\mathrm{KL}}\mathcal{L}_{\mathrm{KL}} L=LRL+λMDLMD+βKLLKL
- L R L \mathcal{L}_{\mathrm{RL}} LRL:GiGPO 强化学习目标;
- L M D \mathcal{L}_{\mathrm{MD}} LMD:多视角蒸馏;
- L K L \mathcal{L}_{\mathrm{KL}} LKL:限制策略偏离参考模型;
- λ M D \lambda_{\mathrm{MD}} λMD:蒸馏权重;
- β K L \beta_{\mathrm{KL}} βKL:策略正则强度。
十、多视角为何可能更稳定
附录给出一个理想化方差解释。假设混合技能轨迹的梯度来自多个潜在功能视角:
p m i x i d e a l ( G ∣ x , Y = 1 ) = ∑ v ∈ V f α v p ( G ∣ x , Y = 1 , V = v ) p_{\mathrm{mix}}^{\mathrm{ideal}}(G\mid x,Y=1)=\sum_{v\in\mathcal{V}_{\mathrm f}}\alpha_vp(G\mid x,Y=1,V=v) pmixideal(G∣x,Y=1)=v∈Vf∑αvp(G∣x,Y=1,V=v)
总梯度方差可以分解为视角内方差与视角间方差:
σ w i t h i n 2 = ∑ v α v E [ ∥ G − μ v ∥ 2 ∣ x , Y = 1 , V = v ] \sigma_{\mathrm{within}}^2=\sum_v\alpha_v\mathbb{E}[\|G-\mu_v\|^2\mid x,Y=1,V=v] σwithin2=v∑αvE[∥G−μv∥2∣x,Y=1,V=v]
σ b e t w e e n 2 = ∑ v α v ∥ μ v − μ ˉ ∥ 2 \sigma_{\mathrm{between}}^2=\sum_v\alpha_v\|\mu_v-\bar{\mu}\|^2 σbetween2=v∑αv∥μv−μˉ∥2
未经分层的混合采样估计方差为:
E [ ∥ G ^ m i x − μ ˉ ∥ 2 ] = σ w i t h i n 2 + σ b e t w e e n 2 B \mathbb{E}[\|\widehat{G}_{\mathrm{mix}}-\bar{\mu}\|^2]=\frac{\sigma_{\mathrm{within}}^2+\sigma_{\mathrm{between}}^2}{B} E[∥G mix−μˉ∥2]=Bσwithin2+σbetween2
按固定视角比例采样后:
E [ ∥ G ^ M V − μ ˉ ∥ 2 ] = σ w i t h i n 2 B \mathbb{E}[\|\widehat{G}_{\mathrm{MV}}-\bar{\mu}\|^2]=\frac{\sigma_{\mathrm{within}}^2}{B} E[∥G MV−μˉ∥2]=Bσwithin2
差值为:
σ b e t w e e n 2 B ≥ 0 \frac{\sigma_{\mathrm{between}}^2}{B}\geq0 Bσbetween2≥0
直觉是,多视角分层移除了“每个 Batch 恰好混入多少 Grounding、Planning、Control 梯度”的随机性。
但论文也明确限定:这是理想化参考模型,并没有刻画真实混合 Prompt 中技能交互;结果门控和不同响应长度也会改变有效样本数。Figure 6 中的 Token 重合率和熵差只提供与该机制一致的证据,并不直接测量梯度方差。
十一、实验设置
1. 三个 Benchmark
ALFWorld
测试家庭环境导航与物体操作,包含 Pick、Look、Clean、Heat、Cool 和 Pick2 六类任务,报告成功率。
WebShop
要求 Agent 根据自然语言需求检索并购买商品,使用固定 128 任务评测集,报告 Task Score 与 Success Rate。
Search-QA
包含三个 Single-Hop 与四个 Multi-Hop 数据集,评估搜索增强问答准确率。
2. Backbone
- Qwen3-1.7B;
- Qwen2.5-3B-Instruct;
- Qwen2.5-7B-Instruct。
3. Baseline
Skill-Free RL 包括 GRPO、GiGPO;Skill-Augmented 包括 SkillRL、D2Skill、SkillC、SAPO、Skill1;Self-Distillation 包括 OPSD、RLSD、Skill-SD、SDAR、StepOPSD 和 UCOB。
论文强调这些方法不依赖更强外部 Teacher Model,比较的是同规模模型如何利用自身生成经验。
4. 训练配置
所有任务训练 150 Steps,Rollout Group Size 为 8,训练 Batch Size 为 16,验证 Batch Size 为 128,Actor Learning Rate 为 10 − 6 10^{-6} 10−6,每 25 Steps 验证一次。
每组轨迹分配为:
Skill-Free : Grounding : Planning : Control : Combined = 4 : 1 : 1 : 1 : 1 \text{Skill-Free}:\text{Grounding}:\text{Planning}:\text{Control}:\text{Combined}=4:1:1:1:1 Skill-Free:Grounding:Planning:Control:Combined=4:1:1:1:1
实验使用 8 张 NVIDIA A100。论文所说“不增加额外计算开销”,指与对照方法保持相同 Rollout Budget,而不是训练本身廉价。
5. 检索配置
每种功能库先用 all-MiniLM-L6-v2 检索 10 个候选,相似度阈值 0.4。每个 View-Specific Branch 选择 3 条技能,Combined Branch 从每个库选 1 条。Beta 后验从
Beta
(
1
,
1
)
\operatorname{Beta}(1,1)
Beta(1,1) 开始,时间半衰期为 20 Steps。
十二、主实验结果
原 Table 1 非常宽,下面保留三个 Backbone 的核心总体指标。
Backbone 方法 ALFWorld Succ WebShop Score WebShop Succ Search-QA Avg Qwen3-1.7B GiGPO 80.5 70.0 45.3 41.0 UCOB 86.7 90.3 74.7 41.9 MDSKILL 93.8 88.7 82.8 42.1 Qwen2.5-3B GiGPO 84.4 83.8 70.3 42.6 UCOB 92.2 86.1 77.3 43.5 MDSKILL 95.3 85.6 80.5 43.4 Qwen2.5-7B GiGPO 90.8 84.4 72.8 47.2 UCOB 93.8 91.3 80.5 48.0 MDSKILL 96.1 88.4 84.4 48.4 \begin{array}{c|c|c|c|c|c}\textbf{Backbone}&\textbf{方法}&\textbf{ALFWorld Succ}&\textbf{WebShop Score}&\textbf{WebShop Succ}&\textbf{Search-QA Avg}\\\hline\text{Qwen3-1.7B}&\text{GiGPO}&80.5&70.0&45.3&41.0\\&\text{UCOB}&86.7&\mathbf{90.3}&74.7&41.9\\&\textbf{MDSKILL}&\mathbf{93.8}&88.7&\mathbf{82.8}&\mathbf{42.1}\\\hline\text{Qwen2.5-3B}&\text{GiGPO}&84.4&83.8&70.3&42.6\\&\text{UCOB}&92.2&\mathbf{86.1}&77.3&\mathbf{43.5}\\&\textbf{MDSKILL}&\mathbf{95.3}&85.6&\mathbf{80.5}&43.4\\\hline\text{Qwen2.5-7B}&\text{GiGPO}&90.8&84.4&72.8&47.2\\&\text{UCOB}&93.8&\mathbf{91.3}&80.5&48.0\\&\textbf{MDSKILL}&\mathbf{96.1}&88.4&\mathbf{84.4}&\mathbf{48.4}\end{array} BackboneQwen3-1.7BQwen2.5-3BQwen2.5-7B方法GiGPOUCOBMDSKILLGiGPOUCOBMDSKILLGiGPOUCOBMDSKILLALFWorld Succ80.586.793.884.492.295.390.893.896.1WebShop Score70.090.388.783.886.185.684.491.388.4WebShop Succ45.374.782.870.377.380.572.880.584.4Search-QA Avg41.041.942.142.643.543.447.248.048.4
Table 1:三个 Backbone 上的核心主结果。 MDSKILL 在 ALFWorld 和 WebShop Success Rate 上均为各 Backbone 最优,但 WebShop Task Score 不总是最高;Search-QA 只保持竞争力,并未一致领先。
1. ALFWorld
相对最强基线 UCOB,MDSKILL 在 1.7B、3B、7B 上分别提高 7.1、3.1 和 2.3 个成功率百分点。
小模型收益最大:Qwen3-1.7B 从 86.7% 提高到 93.8%。这支持作者的解释——小模型缺少现成任务先验,多视角经验内化能弥补能力缺口。
2. WebShop
Success Rate 分别提升 8.1、3.2 和 3.9 个百分点。但 Task Score 并不总是同步提高:1.7B 的 MDSKILL Score 为 88.7,低于 UCOB 的 90.3;7B 为 88.4,也低于 UCOB 的 91.3。
这说明 MDSKILL 更稳定地提高了“是否完成购买”,但不一定改善 WebShop 的细粒度商品匹配质量。只说全面 SOTA 会掩盖这个差异。
3. Search-QA
MDSKILL 在 1.7B 上为 42.1,略高于 UCOB 的 41.9,却低于 Skill1 的 42.3;3B 为 43.4,低于 StepOPSD 的 44.5;7B 为 48.4,低于 RLSD/SDAR 的 49.0。
因此,论文的强证据主要来自 ALFWorld 和 WebShop 这类重复环境状态、行动策略可复用的交互任务。Search-QA 更依赖检索覆盖、证据理解和答案综合,功能 Skill View 的优势较弱。
十三、消融与训练动态
论文 Figure 6 将主消融、分布稳定性、技能代际演化和知识粒度变化放在一起。为了保证图片清晰,下面分开展示。

Figure 6(a):主消融训练曲线。 比较完整方法、去掉 Forward Distillation、去掉 Cross-View Distillation、去掉 Multi-View Rollout 和完全去掉 Distillation 的成功率及 Skill-View Advantage。

Figure 6(b):蒸馏分布稳定性。 多视角 Rollout 带来更高的 Token 重合率和更小、更稳定的熵差;Cross-View Distillation 的分布对齐最好。

Figure 6©:动态技能代际演化。 高 Advantage 区域集中在对角线附近,说明新技能主要填补当前策略知识缺口,而旧技能在被内化后边际价值逐步降低。

Figure 6(d):Skill Knowledge Composition。 MDSKILL 逐渐从实例特定经验转向跨任务技能和 Meta-Strategy,最终 Instance-Specific 占比为 26%,而 UCOB 为 42%。
1. 蒸馏是主要增益来源
完全去掉 Distillation 的退化最大,说明仅靠多视角 Skill Prompt 引导探索还不足以形成持久能力,外部经验必须进入参数。
2. Multi-View Rollout 是蒸馏稳定的前提
在仍保留蒸馏的变体中,去掉 Multi-View Rollout 影响最大。没有功能分解时,Forward Token Overlap 不再提高,熵差大幅波动,说明纠缠技能仍然构成不可靠教师。
3. MDSKILL 让 Forward Distillation 重新变得有用
预实验中 Reverse-Only 优于 Forward,但在 MDSKILL 中去掉 Forward Distillation 会降低表现。这说明动态筛选、功能拆分和 Knowledge-Gain Gate 改善了 Skill-View 教师质量,使正向内化从有害信号变成有效信号。
4. Cross-View 带来互补知识
去掉 Cross-View 后性能下降幅度小于去掉整个蒸馏或多视角 Rollout,但仍有稳定损失。它的作用不是替代 Skill-Free 内化,而是在不同功能分支之间共享成功决策。
十四、蒸馏权重与 Loss 形式
设置 ALFWorld WebShop λ M D = 0.0 81.3 46.9 λ M D = 0.1 88.3 77.3 λ M D = 0.2 93.8 82.8 λ M D = 0.5 79.7 67.2 Separate Losses 83.6 65.6 Joint Loss 93.8 82.8 \begin{array}{c|c|c}\textbf{设置}&\textbf{ALFWorld}&\textbf{WebShop}\\\hline\lambda_{\mathrm{MD}}=0.0&81.3&46.9\\\lambda_{\mathrm{MD}}=0.1&88.3&77.3\\\lambda_{\mathrm{MD}}=0.2&\mathbf{93.8}&\mathbf{82.8}\\\lambda_{\mathrm{MD}}=0.5&79.7&67.2\\\hline\text{Separate Losses}&83.6&65.6\\\textbf{Joint Loss}&\mathbf{93.8}&\mathbf{82.8}\end{array} 设置λMD=0.0λMD=0.1λMD=0.2λMD=0.5Separate LossesJoint LossALFWorld81.388.393.879.783.693.8WebShop46.977.382.867.265.682.8
Table 2:蒸馏权重与 Loss 形式消融。 中等权重 λ M D = 0.2 \lambda_{\mathrm{MD}}=0.2 λMD=0.2 最优;权重提高到 0.5 后明显退化。把不同方向和响应长度统一到 Joint Loss 也显著优于分别优化。
蒸馏信号并非越强越好。 λ = 0.5 \lambda=0.5 λ=0.5 使 Token 级模仿过度压制 RL,尤其当教师仍含噪声时,会把局部成功模式过度写入策略。
十五、动态检索消融
检索策略 ALFWorld WebShop 仅相关性 73.4 65.6 w/o Reliability 83.6 74.2 w/o Advantage 91.4 76.6 w/o Thompson Sampling 88.3 72.7 w/o Temporal Decay 90.6 76.6 完整动态检索 93.8 82.8 \begin{array}{c|c|c}\textbf{检索策略}&\textbf{ALFWorld}&\textbf{WebShop}\\\hline\text{仅相关性}&73.4&65.6\\\text{w/o Reliability}&83.6&74.2\\\text{w/o Advantage}&91.4&76.6\\\text{w/o Thompson Sampling}&88.3&72.7\\\text{w/o Temporal Decay}&90.6&76.6\\\textbf{完整动态检索}&\mathbf{93.8}&\mathbf{82.8}\end{array} 检索策略仅相关性w/o Reliabilityw/o Advantagew/o Thompson Samplingw/o Temporal Decay完整动态检索ALFWorld73.483.691.488.390.693.8WebShop65.674.276.672.776.682.8
Table 3:动态技能检索消融。 仅按语义相关性造成最大退化;Reliability、Advantage、Thompson Sampling 与时间衰减均有独立贡献。
其中 WebShop 对动态机制更敏感:去掉 Thompson Sampling 从 82.8 降到 72.7,说明技能库中的不确定新经验需要探索机制,不能过早固化为静态 Top-K。
十六、Skill Evolution 是否真的发生
论文没有只看最终成功率,而是用三种现象判断经验是否被内化。
1. Skill-View Advantage 接近零
如果 Skill-View 长期显著高于 Skill-Free,说明 Agent 仍依赖外部技能;如果长期为负,说明技能在伤害策略。MDSKILL 训练后两者差距趋近零,意味着无技能分支已经吸收大量外部知识,同时带技能也不再持续拖累。
2. 旧技能 Advantage 下降
高 Advantage 区域主要集中在生成代际与当前训练阶段接近的对角线。旧技能价值下降并不代表知识遗忘,而可能意味着其内容已经进入参数,不再能提供额外增益。
3. 技能从实例向通用策略迁移
MDSKILL 最终 Instance-Specific 技能占比降至 26%,UCOB 仍为 42%。Planning 技能占比在 ALFWorld 从 27.1% 提高到 39.4%,WebShop 从 28.4% 提高到 40.4;Grounding 和 Control 仍保持显著比例。
这组分析支持“技能库不断转向新知识缺口”的解释,但仍属于关联证据。旧技能 Advantage 下降也可能受到检索竞争、策略分布变化或指标估计误差影响,不能单独证明参数已经准确保存其全部知识。
十七、效率与计算成本
1. 同预算不等于低成本
MDSKILL 使用 8 张 A100,训练 150 Steps,每组包含 8 条轨迹。它所说的“without additional computational overhead”主要指与比较方法使用相同 Rollout Group Size 与训练预算,不是相对于普通 RL 零开销。
2. 多分支共享模型
Grounding、Planning、Control、Combined 和 Skill-Free 不是五套独立模型,而是共享参数、使用不同上下文进行 Rollout。因此模型参数量没有按分支数增长。
3. 蒸馏仍需要额外 Logit 计算
每个 Anchor 的 Forward、Reverse、Cross-View 最多各保留两个 Teacher–Student Pair,使用 Top-32 Token Distillation;Action Token 权重为 2.0。即使 Rollout 数量固定,Token 分布计算和配对仍带来训练开销。论文没有单独报告墙钟时间、GPU 小时或能耗对比。
十八、失败、退化与证据边界
1. Search-QA 没有一致领先
这是最重要的反例。三个 Backbone 上,MDSKILL 的 Search-QA Average 都只是竞争性结果,部分低于 Skill1、StepOPSD、RLSD 或 SDAR。方法更适合可重复交互状态和行动模式,不代表对纯检索问答同样有效。
2. WebShop Score 与 Success 不一致
MDSKILL 的 Success Rate 最好,但 Task Score 经常低于 UCOB。这说明它更可能完成任务,却未必找到属性匹配最优的商品。成功率不能完全代表决策质量。
3. 小模型需要 Strict Gate
1.7B 使用 Relaxed Gate 时更容易接收噪声教师。方法对 Gate 选择存在模型规模敏感性,部署到新 Backbone 时不能直接复用同一设置。
4. 技能功能分类依赖 Prompt
三种功能 Skill 由 View-Specific Reflection Prompt 生成,没有独立分类器或人工 Gold 证明每条技能真的只包含一种功能。Planning、Grounding 和 Control 在复杂任务中仍可能交叉。
5. 成功不证明技能造成成功
Knowledge-Gain Gate 使用同 Anchor 下的成功次数降低归因偏差,但轨迹成功仍可能来自采样随机性、已有策略能力或其他上下文。论文的理论分析也明确承认:成功 View-Specific Trajectory 并不能证明 Skill 是因果贡献来源。
十九、与 Agent Memory 系列横向比较
方法 记忆形态 主要目标 与 MDSKILL 的区别 A-MEM 动态关联笔记 组织与检索 外部记忆,不训练内化 MAGMA 多图多粒度记忆 结构化检索与推理 关注记忆组织,不处理策略蒸馏 CoM 紧凑可执行经验 将历史压成行动知识 经验仍主要在上下文中使用 ReMemR1 可回看的历史记忆 修复写入信息损失 不把历史蒸馏进参数 Mem 2 Evolve 动态演化记忆 记忆系统自更新 MDSKILL 同时推动策略参数演化 UCOB Skill Memory+双向蒸馏 技能内化 MDSKILL 增加功能拆分和动态多向传递 MDSKILL 三类功能 Skill Bank 多视角经验内化 让外部技能与共享策略共同演化 \begin{array}{c|c|c|c}\textbf{方法}&\textbf{记忆形态}&\textbf{主要目标}&\textbf{与 MDSKILL 的区别}\\\hline\text{A-MEM}&\text{动态关联笔记}&\text{组织与检索}&\text{外部记忆,不训练内化}\\\text{MAGMA}&\text{多图多粒度记忆}&\text{结构化检索与推理}&\text{关注记忆组织,不处理策略蒸馏}\\\text{CoM}&\text{紧凑可执行经验}&\text{将历史压成行动知识}&\text{经验仍主要在上下文中使用}\\\text{ReMemR1}&\text{可回看的历史记忆}&\text{修复写入信息损失}&\text{不把历史蒸馏进参数}\\\text{Mem}^{2}\text{Evolve}&\text{动态演化记忆}&\text{记忆系统自更新}&\text{MDSKILL 同时推动策略参数演化}\\\text{UCOB}&\text{Skill Memory+双向蒸馏}&\text{技能内化}&\text{MDSKILL 增加功能拆分和动态多向传递}\\\textbf{MDSKILL}&\text{三类功能 Skill Bank}&\text{多视角经验内化}&\text{让外部技能与共享策略共同演化}\end{array} 方法A-MEMMAGMACoMReMemR1Mem2EvolveUCOBMDSKILL记忆形态动态关联笔记多图多粒度记忆紧凑可执行经验可回看的历史记忆动态演化记忆Skill Memory+双向蒸馏三类功能 Skill Bank主要目标组织与检索结构化检索与推理将历史压成行动知识修复写入信息损失记忆系统自更新技能内化多视角经验内化与 MDSKILL 的区别外部记忆,不训练内化关注记忆组织,不处理策略蒸馏经验仍主要在上下文中使用不把历史蒸馏进参数MDSKILL 同时推动策略参数演化MDSKILL 增加功能拆分和动态多向传递让外部技能与共享策略共同演化
横向比较(本文整理):MDSKILL 与代表性 Agent Memory 方法。 MDSKILL 的重点不是让外部记忆更容易被检索,而是降低技能蒸馏噪声,使经验逐步转化为无需检索也能使用的参数能力。
二十、对 Coding Agent、Tool Agent 与 Multi-Agent 的启发
1. Coding Agent:经验应按决策功能拆分
一次修复失败可以总结成不同技能:
- Grounding:先识别报错发生在哪个服务、环境和版本;
- Planning:按依赖关系决定修改文件与测试顺序;
- Control:命令连续失败时停止重试,重新检查假设。
把三类内容混成一个长 Prompt,既难检索也难评估是哪部分有效。功能化技能库更适合在不同代码任务中复用。
2. Tool Agent:外部 SOP 不应永远拥有教师权威
工具说明、历史脚本和旧操作流程可能已经过时。如果 Agent 在没有 SOP 时成功、加载 SOP 后失败,应让成功轨迹反向纠正技能,而不是始终要求模型服从外部文本。
3. Multi-Agent:不同 Agent 可以对应不同功能视角
一个 Agent 负责状态核验,一个负责计划,一个负责执行监控。最终不只是投票合并答案,而是依据任务结果,让成功角色向失败角色传递局部知识。这与 MDSKILL 的 Cross-View Distillation 思想一致。
4. 记忆价值应相对于当前策略定义
同一条经验对新模型可能很重要,对已经掌握该能力的模型则只是冗余。记忆 Importance 不应是写入时固定分数,而应持续比较“使用它”和“不使用它”的表现差异。
5. 评测内化必须包含 Memory-Free 分支
如果只测带 Memory Prompt 的性能,就无法区分“策略学会了”还是“系统仍靠检索”。工程上应同时报告:有记忆表现、无记忆表现,以及二者差距随训练的变化。
二十一、局限性与批判性分析
1. 只在三类文本环境中验证
ALFWorld、WebShop 和 Search-QA 都是文本交互环境。结论尚未覆盖代码执行、真实浏览器、具身视觉、多 Agent 协作或高风险工具调用。
2. 没有多次随机种子与显著性报告
主表给出单个结果,没有报告标准差、置信区间或显著性检验。RL 与采样式 Agent 训练波动较大,2–3 个百分点的小幅提升需要多 Seed 支持。
3. 部分 Baseline 数字来自不同来源
Table 1 中 † \dagger † 来自原论文, ∗ * ∗ 来自 SDAR/UCOB 报告,其他结果由本文实现。虽然作者声明遵循对应设置,但不同实现、训练时间和环境版本仍可能影响可比性。
4. “无额外计算”缺少系统成本数据
论文没有报告各方法的 GPU Hours、训练吞吐、生成 Token 总量和蒸馏 Logit 存储开销。相同 Rollout Budget 只能说明交互采样数量相同,不能证明完整计算成本完全相同。
5. Skill View 仍是人工先验
Grounding、Planning、Control 是合理但人为指定的三分法。其他任务可能需要 Tool Selection、Safety Checking、Communication 或 Resource Management 等新视角。论文没有验证三视角是否最优或足够完备。
6. 动态价值指标仍较粗糙
Reliability 只使用二元成功,Advantage 依赖同任务 Skill-Free 平均成功率,无法区分“部分完成”“更短路径”“更低成本”或“更安全但失败”等细粒度价值。
7. 内化证据仍然间接
Skill-Free 提升、旧 Skill Advantage 下降和通用技能占比增加都支持内化,但没有进行参数知识探针、遗忘测试或在移除整个 Skill Bank 后的长期保持实验。
8. 自生成错误可能形成反馈回路
虽然 Gate 与 Reverse Distillation 能过滤部分噪声,但策略、技能生成器和蒸馏教师本质上来自同一模型。系统可能不断强化一种看似成功但脆弱的策略,尤其在奖励函数不能覆盖真实质量时。
二十二、我的理解与启发
1. Skill Memory 的终点不是更大的 Skill Bank
如果每次成功都生成一条技能,技能库会不断膨胀、重复和冲突。MDSKILL 给出另一种方向:记忆应该像训练数据一样被消费。知识内化后,旧技能的边际价值下降,系统将注意力转移到新的能力缺口。
2. Memory 与 Parameter 不应被看成二选一
外部记忆适合快速写入、可解释更新和新知识注入;参数记忆适合低延迟、无需检索和跨任务泛化。MDSKILL 的闭环说明二者可以分工:外部 Skill Bank 负责探索和教师构造,策略参数负责稳定吸收成熟经验。
3. “谁是教师”应该由能力差决定
传统知识蒸馏通常假设 Teacher 固定更强。但自进化系统中的所有分支共享同一模型,只是上下文不同。Skill Prompt 有时提升、有时伤害,因此教师权威必须是局部、动态、结果驱动的。
4. 功能解耦比语义聚类更接近决策结构
按主题聚类可能把“土豆在哪里”“如何加热土豆”“如何发现加热失败”放在同一组;按决策功能拆分则分别服务感知、规划与控制。这种结构更适合训练,因为它对应行动链中的不同错误来源。
5. 下一步应引入因果价值与安全约束
当前 Advantage 只比较成功率,无法判断 Skill 是否真正导致成功。更进一步可以使用反事实 Rollout、干预式评测或 Doubly Robust Estimation 估计技能因果贡献。同时,高风险 Agent 还应增加 Safety View,防止高奖励但不安全的技能被强化。
二十三、总结
MDSKILL 关注长期 Agent Memory 中一个容易被忽略的环节:Skill Memory 不应该永远停留在 Prompt 中,真正的自进化要求模型在不检索技能时也能复现经验。
直接 On-Policy Self-Distillation 会受到技能噪声、功能纠缠、冗余和冲突影响,甚至让 Skill-View 成为错误教师。MDSKILL 将技能拆为 State Grounding、Action Planning 与 Execution Control 三个功能库,用 Reliability、Advantage、时间衰减和 Thompson Sampling 动态选择当前仍有价值的技能,再根据同 Anchor State 下的实际成败,建立 Forward、Reverse 和 Cross-View 蒸馏对。
实验中,MDSKILL 在三个模型规模的 ALFWorld 与 WebShop Success Rate 上均达到最佳结果,小模型收益尤其明显。蒸馏权重、动态检索、多视角 Rollout 和跨视角传递消融均支持其设计。但 Search-QA 没有一致领先,WebShop Task Score 也并非最优;同时缺少多 Seed、显著性和完整系统成本报告。
一句话总结:MDSKILL 不是把更多技能塞给 Agent,而是让 Agent 判断哪些技能真的带来知识增益、这些知识属于哪个决策环节,以及此刻究竟应该由 Skill 教 Policy,还是由 Policy 反过来纠正 Skill。
参考资料
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