Автор: Денис Аветисян
Исследователи предлагают эффективный алгоритм поиска действий для автономных агентов, способных надежно взаимодействовать со сложными веб-сайтами.
Представлена платформа WebOperator, использующая расширенный поиск по дереву с валидацией действий и механизмом отката для работы в недетерминированных веб-средах.
Действия, предпринимаемые агентами на основе больших языковых моделей в веб-среде, часто оказываются недальновидными из-за пошагового подхода и отсутствия прогнозирования последствий. В данной работе, ‘WebOperator: Action-Aware Tree Search for Autonomous Agents in Web Environment’, представлен фреймворк WebOperator, использующий поиск по дереву для обеспечения надежного отката и стратегического исследования в сложных и непредсказуемых веб-задачах. WebOperator сочетает в себе оценку действий с учетом безопасности и валидацию путей перед повторным применением, что позволяет избежать нежелательных последствий и эффективно справляться с необратимыми операциями. Сможет ли предложенный подход существенно расширить возможности автономных веб-агентов и обеспечить более надежное взаимодействие со сложными онлайн-сервисами?
Современные веб-сайты: вызов для автоматизации
Современные веб-сайты, в отличие от своих статичных предшественников, характеризуются высокой динамичностью и частыми обновлениями. Это создает значительные трудности для традиционных методов веб-автоматизации, которые полагаются на предсказуемость структуры и контента страниц. Постоянно меняющийся интерфейс, загружаемый контент, асинхронные запросы и интерактивные элементы приводят к тому, что скрипты, разработанные для работы с определенной версией сайта, быстро устаревают и становятся неэффективными. Вместо стабильной и детерминированной среды автоматизации, системы сталкиваются с непредсказуемым поведением и частичной наблюдаемостью, требуя новых подходов к обеспечению надежной и устойчивой работы автоматизированных процессов.
Недетерминированность и частичная наблюдаемость современных веб-приложений порождают чрезвычайно сложную область состояний, представляющую серьезную проблему для традиционных автоматизированных систем. В отличие от статичных сред, где агент может предвидеть все возможные исходы своих действий, динамические веб-сайты постоянно меняются, добавляя новые элементы, переупорядочивая существующие и изменяя их свойства. Это означает, что даже при одинаковых начальных условиях, последовательность действий агента может приводить к различным результатам. Частичная наблюдаемость усугубляет проблему, поскольку агент не имеет полного представления о текущем состоянии веб-страницы, что затрудняет принятие оптимальных решений и повышает вероятность ошибок. В результате, обычные агенты, разработанные для работы в детерминированных средах, часто оказываются неспособными надежно ориентироваться в сложном и непредсказуемом пространстве состояний динамических веб-приложений, что требует разработки новых подходов к автоматизации.
Для успешной автоматизации сложных задач в веб-среде необходимо учитывать, что многие действия могут необратимо изменять состояние веб-сайта — например, отправка формы, удаление данных или совершение покупки. В связи с этим, критически важным является создание надежных механизмов обработки деструктивных операций и способности к восстановлению после ошибок. Исследования показывают, что простые повторные попытки зачастую недостаточны, и требуется более изощренная стратегия, включающая в себя ведение журнала изменений, возможность отката к предыдущим состояниям и прогнозирование потенциальных проблем. Разработка систем, способных адаптироваться к непредвиденным обстоятельствам и извлекать уроки из ошибок, является ключевым шагом к созданию действительно надежных веб-автоматов, способных функционировать в динамичной и непредсказуемой онлайн-среде.
WebOperator: поиск по дереву для надежной автоматизации
WebOperator использует поиск по дереву в качестве основного механизма для систематического исследования возможных последовательностей действий в веб-среде. Этот подход позволяет представить взаимодействие с веб-приложением как дерево, где каждый узел представляет состояние веб-страницы, а ребра — доступные действия пользователя. Алгоритм поиска по дереву позволяет перебирать различные ветви этого дерева, оценивая каждое действие и его влияние на состояние приложения. Данный метод обеспечивает структурированный и полный перебор вариантов, необходимый для автоматизации задач и решения сложных веб-задач, требующих последовательного выполнения действий.
В основе WebOperator лежит механизм спекулятивного отката, который позволяет надежно восстанавливать предыдущие состояния веб-среды и избегать зацикливаний. Для этого используется параллельная вкладка браузера, в которой выполняются действия, предсказываемые алгоритмом поиска. В случае неудачного исхода, система быстро возвращается к сохраненной точке, используя данные из параллельной вкладки, без необходимости повторного выполнения всех предыдущих действий. Такой подход гарантирует стабильность работы системы даже при исследовании сложных и непредсказуемых веб-приложений, предотвращая бесконечные циклы и обеспечивая эффективное исследование пространства действий.
Восстановление состояния в WebOperator осуществляется посредством скачков между контрольными точками (checkpoint-based state jumping), что позволяет эффективно минимизировать накладные расходы на повторное выполнение действий и поддерживать высокую производительность. Система использует состояния, стабильные при обновлении страницы (refresh-stable states), в качестве контрольных точек, что позволяет быстро восстанавливать предыдущие состояния веб-окружения без необходимости полного повторения последовательности действий. Такой подход позволяет избежать зацикливания и значительно ускорить процесс поиска оптимальных действий, поскольку система может быстро откатываться к проверенным состояниям при обнаружении тупиковых ситуаций или неверных действий.
Для повышения эффективности поиска и избежания недействительных действий, WebOperator использует валидацию действий и адаптацию пространства действий. Валидация действий заключается в проверке допустимости каждого действия перед его выполнением, что позволяет исключить ситуации, когда действие приводит к ошибке или нежелательному состоянию веб-страницы. Адаптация пространства действий динамически уменьшает количество доступных действий, основываясь на текущем состоянии веб-страницы и истории поиска. Это достигается путем исключения действий, которые уже привели к тупиковым ситуациям или не соответствуют текущим целям поиска, что значительно сокращает время, необходимое для нахождения оптимального решения и повышает общую производительность системы.
Надежность через представление состояния и обработку действий
WebOperator использует Дерево Доступности (Accessibility Tree) для создания структурированного представления элементов веб-страницы. Это позволяет надежно верифицировать эквивалентность состояния пользовательского интерфейса во время отката (backtracking). Дерево Доступности предоставляет информацию о структуре, ролях и свойствах элементов, что позволяет WebOperator определять, изменилось ли состояние интерфейса после выполнения действия. В отличие от анализа DOM, Дерево Доступности предоставляет семантическую информацию, ориентированную на пользователя, а не на реализацию, что делает его более устойчивым к изменениям в HTML-коде страницы и обеспечивает более точную проверку состояния UI.
В WebOperator реализован механизм обнаружения деструктивных действий, предназначенный для проактивной идентификации операций, приводящих к необратимым изменениям состояния веб-сайта. Данный механизм позволяет системе заранее определить, какие действия, такие как удаление данных или отправка форм, могут привести к потере информации или изменению структуры страницы. После обнаружения деструктивного действия, WebOperator применяет стратегии безопасного выполнения, включающие создание снимков состояния (snapshots) перед выполнением действия и возможность отката к предыдущему состоянию в случае необходимости, обеспечивая надежность и предсказуемость процесса тестирования и автоматизации.
Объединение действий (action merging) заключается в консолидации семантически эквивалентных операций, выполняемых WebOperator. Это достигается путем идентификации действий, приводящих к одинаковому результату в состоянии веб-страницы, и представления их как единой операции. Такой подход существенно снижает избыточность в процессе поиска, уменьшая количество исследуемых действий и, следовательно, повышая эффективность поиска оптимального решения. Например, несколько способов достижения одной и той же цели, таких как нажатие на кнопку разными способами или использование разных элементов управления, будут сведены к единому представлению, упрощая алгоритм поиска и уменьшая вычислительную нагрузку.
Вариация контекста повышает эффективность исследования пространства действий за счет генерации разнообразных кандидатов на выполнение. Этот подход заключается в создании нескольких версий одного и того же действия, учитывающих различные состояния веб-страницы или пользовательского интерфейса. Разнообразие кандидатов позволяет агенту исследовать более широкую область возможных решений, снижая вероятность застревания в локальных оптимумах и повышая шансы на обнаружение оптимальной стратегии для достижения цели. Генерация вариаций контекста может включать изменение параметров действия, выбор различных целевых элементов или учет динамически изменяющихся атрибутов веб-страницы.
Результаты и перспективы развития
В ходе оценок на платформах WebArena и WebVoyager, система WebOperator продемонстрировала превосходство над другими агентами, такими как AgentOccam, что свидетельствует о ее улучшенной обобщающей способности и устойчивости к различным условиям. В частности, достигнут передовой показатель успешности в 54.6% на WebArena, что значительно превосходит результаты предыдущих моделей. Данный успех подтверждает, что WebOperator способен эффективно решать сложные задачи, требующие последовательных взаимодействий с веб-страницами, и представляет собой значительный шаг вперед в создании автономных веб-агентов.
Данная архитектура демонстрирует способность эффективно справляться со сложными, многошаговыми взаимодействиями в сети, что открывает перспективы для автоматизации широкого спектра задач, встречающихся в реальных условиях. В ходе тестирования на платформе WebVoyager, WebOperator превзошел показатели AgentOccam, достигнув успеха в 63.57% случаев, что свидетельствует о значительном прогрессе в области автономных веб-агентов. Это указывает на потенциал системы для выполнения сложных операций, требующих последовательного выполнения действий и адаптации к изменяющейся веб-среде, включая сбор информации, заполнение форм и даже взаимодействие со сложными веб-приложениями.
Исследования показали, что WebOperator демонстрирует значительное улучшение в успешности выполнения задач на платформах ArXiv и HuggingFace по сравнению с существующими методами. В частности, на платформе ArXiv зафиксировано увеличение успешности на 31.25%, а на HuggingFace — на 17.65%. Данный прогресс указывает на повышенную эффективность WebOperator в автоматизированном поиске и извлечении информации из сложных веб-интерфейсов, что открывает новые возможности для автоматизации научных исследований и разработки в области машинного обучения. Улучшенные показатели свидетельствуют о способности агента более надежно и точно выполнять поставленные задачи в динамичной онлайн-среде.
В дальнейших исследованиях планируется внедрение модели вознаграждения, что позволит более эффективно направлять процесс поиска и значительно улучшить способность агента к обучению на основе полученного опыта. Данный подход предполагает, что система будет оценивать каждое действие, совершаемое в процессе взаимодействия с веб-страницами, и использовать эти оценки для корректировки своей стратегии. Внедрение модели вознаграждения позволит WebOperator не просто выполнять последовательность действий, но и адаптироваться к различным ситуациям, оптимизируя процесс достижения поставленной цели и повышая общую эффективность автоматизированного взаимодействия с веб-средой. Ожидается, что подобное усовершенствование позволит агенту самостоятельно определять наиболее перспективные пути решения задач, даже в условиях неполной или противоречивой информации.
Расширение возможностей WebOperator для работы со сложными веб-приложениями и динамическим контентом представляет собой существенный шаг к созданию по-настоящему автономных веб-агентов. В настоящее время большинство автоматизированных систем испытывают трудности при взаимодействии с веб-сайтами, которые постоянно меняются или требуют сложных последовательностей действий. WebOperator, благодаря своей архитектуре, демонстрирует способность адаптироваться к этим условиям, открывая перспективы для автоматизации широкого спектра задач — от мониторинга и сбора данных до выполнения сложных транзакций и взаимодействия с пользовательскими интерфейсами нового поколения. Успешная интеграция с динамически изменяющимся контентом позволит WebOperator не только решать текущие задачи, но и учиться на основе полученного опыта, повышая свою эффективность и надежность в долгосрочной перспективе, что приближает эру интеллектуальных веб-агентов, способных самостоятельно выполнять сложные задачи в онлайн-среде.
Наблюдатель видит, как очередная «революционная» технология, представленная в статье, неминуемо превратится в технический долг. WebOperator, стремящийся обуздать непредсказуемость веб-среды посредством поиска в дереве и валидации действий, — это, по сути, попытка навести порядок в управляемом хаосе. Авторы предлагают элегантное решение для борьбы с недетерминированностью, но практика неизбежно покажет, где эта теория ломается под натиском реальных условий. Как заметил Марвин Минский: «Искусственный интеллект — это попытка сделать машину, которая могла бы делать вещи, которые требуют интеллекта, если бы их делал человек». WebOperator, безусловно, движется в этом направлении, но, как и все сложные системы, он не застрахован от ошибок и непредвиденных последствий.
Что дальше?
Представленный фреймворк, WebOperator, безусловно, представляет собой шаг вперед в автоматизации веб-взаимодействий. Однако, каждая элегантная схема поиска в дереве рано или поздно сталкивается с жестокой реальностью продакшена. Недетерминированность веб-среды — это не проблема, которую можно решить, а скорее — данность, с которой необходимо постоянно бороться. Успешная валидация действий — это иллюзия, сохраняющаяся лишь до первого неожиданного изменения структуры сайта.
Будущие исследования, вероятно, сосредоточатся на более устойчивых механизмах отката, способных справляться с катастрофическими ошибками, возникающими в процессе взаимодействия с веб-страницами. Стоит ожидать попыток интеграции с более сложными моделями предсказания последствий действий, хотя история показывает, что любая абстракция рано или поздно умирает от продакшена, пусть и красиво. Поиск баланса между гибкостью и надежностью — вечная дилемма, и WebOperator — лишь очередная попытка её решить.
В конечном счете, всё, что можно задеплоить, однажды упадёт. Вопрос лишь в том, насколько элегантным будет этот крах и как быстро удастся восстановить работоспособность системы. И в этом, пожалуй, заключается истинная красота и трагичность автоматизации.
Оригинал статьи: https://arxiv.org/pdf/2512.12692.pdf
Связаться с автором: https://www.linkedin.com/in/avetisyan/
Смотрите также:
- Восполняя пробелы в знаниях: Как языковые модели учатся делать выводы
- Квантовый Монте-Карло: Моделирование рождения электрон-позитронных пар
- Квантовый скачок из Андхра-Прадеш: что это значит?
- Виртуальная примерка без границ: EVTAR учится у образов
- Геометрия на пределе: как алгоритмы оптимизации превосходят языковые модели
- Разгадывая тайны квантового мира: переработка кубитов и шум как тайная приправа?
- Оптимизация партийных запросов: Метод имитации отжига против градиентных подходов
- Эмоциональный отпечаток: Как мы научили ИИ читать душу (и почему рейтинги вам врут)
- Скрытая сложность: Необратимые преобразования в квантовых схемах
2025-12-16 15:20