DeepSearch-World: Self-Distillation for Deep Search Agents in a Verifiable Environment
DeepSearch-World:确定性搜索环境中智能体的自蒸馏训练框架
🧭 Agent 自进化 · 确定性搜索环境
HKUST · Tencent · HKUST(GZ)
在确定性 Wikipedia 离线环境中,通过 scaffold 教师轨迹生成与监督自蒸馏,让 9B 搜索智能体自进化至开源领先水平
📌 工作参考价值
- 构建确定性离线环境用于 Agent 训练:可借鉴 Wikipedia 离线索引 + 工具模拟,将线上搜索/浏览工具映射为确定性函数,便于大规模生成可验证的训练轨迹,避免线上环境噪声与成本。
- Scaffold 教师轨迹中的规划与反思注入:利用三阶段教师 (Plan-Act-End) 生成包含进度追踪、反思与错误恢复的轨迹,再通过 Scaffold-to-ReAct 转换将结构化状态、反思改写为 ReAct 的 thinking 块,让普通 ReAct agent 学会规划、记忆与自我纠错。
- 自进化循环的异步生成与重要性采样混合:生成与训练解耦,使用指数衰减的重要性采样混合多轮轨迹,优先新高质量样本同时保留早期数据以防遗忘,稳定提升长程工具使用能力。
- 可微调的动作/工具使用行为示例:全流程以 SFT 实现,无需复杂 RL 奖励设计,从正确性验证 + 质量过滤即可提升工具调用成功率与多跳推理深度,适合快速在业务 Agent 中尝试自进化。
动机:现有搜索 Agent 的自进化受限于稀疏奖励(RL)或固定教师分布(SFT),缺少对中间工具使用步骤的密集过程监督。长程交互中故障来源(查询表达、工具选择、证据抽取)难以定位,因此需要一个可验证的确定性环境来暴露步骤级反馈。
方法关键点:
- 构建 DeepSearch-World 离线 Wikipedia 环境,含 420K 多跳 QA 任务,通过实体级随机游走生成;工具为 BM25 搜索与 SQLite 页面访问,观察和噪声完全可控,并支持实体级进度验证。
- 设计 Scaffold 教师:三阶段 Plan-Act-End,维护结构化状态(已完成/待办列表、经验、证据),环境在检索失败时提供递进式反思,引导查询改写与恢复。
- 自进化循环 DeepSearch-Evolve:每轮由当前模型生成 Scaffold 轨迹,经答案正确性过滤和 LLM 质量过滤后,转换为标准 ReAct 格式(将进度状态与反思重写入 thinking 块),然后用 SFT 更新模型。使用重要性采样混合多轮数据 (γ=0.5)。
- 最终模型再经少量线上 GRPO 微调缓解 sim-to-real 差距。
关键结果:
- DeepSearch-World-9B 在 BrowseComp 达 31.2%,GAIA 61.5%,HotpotQA 93.4%,远超微调前 Qwen3.5-9B-Instruct (+23.8 到 +48.1 点),并接近或超过多数开源 Agent(如 Marco-DR 31.4% BrowseComp)。
- 从工具使用行为看,平均交互轮次从 4.7 升至 18.0,visit 调用从 0.9 升至 5.4,高级能力评分由 19% 升至 70%。
- 消融表明:拒绝采样 + 质量过滤联合使用、反思重写与状态内部化均对最终效果有显著贡献;任务池规模从 100K 扩至 420K 可进一步提升和稳定后期进化。
一句话总结:可验证的确定性搜索环境使得 Agent 无需蒸馏更强模型就能通过自生成轨迹的监督蒸馏持续进化。