When are multi-agent LLM systems merely a collection of individual agents versus an integrated collective with higher-order structure? We introduce an information-theoretic framework to test -- in a purely data-driven way -- whether multi-agent systems show signs of higher-order structure. This information decomposition lets us measure whether dynamical emergence is present in multi-agent LLM systems, localize it, and distinguish spurious temporal coupling from performance-relevant cross-agent synergy. We implement a practical criterion and an emergence capacity criterion operationalized as partial information decomposition of time-delayed mutual information (TDMI). We apply our framework to experiments using a simple guessing game without direct agent communication and minimal group-level feedback with three randomized interventions. Groups in the control condition exhibit strong temporal synergy but little coordinated alignment across agents. Assigning a persona to each agent introduces stable identity-linked differentiation. Combining personas with an instruction to ``think about what other agents might do'' shows identity-linked differentiation and goal-directed complementarity across agents. Taken together, our framework establishes that multi-agent LLM systems can be steered with prompt design from mere aggregates to higher-order collectives. Our results are robust across emergence measures and entropy estimators, and not explained by coordination-free baselines or temporal dynamics alone. Without attributing human-like cognition to the agents, the patterns of interaction we observe mirror well-established principles of collective intelligence in human groups: effective performance requires both alignment on shared objectives and complementary contributions across members.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

多智能体协作机制:大语言模型综述
专知会员服务
68+阅读 · 2025年3月4日
多机器人系统的大型语言模型:综述
专知会员服务
33+阅读 · 2025年2月7日
基于大型语言模型的多智能体:进展与挑战综述
专知会员服务
139+阅读 · 2024年2月6日
AI Agent,大模型时代重要落地方向, 42页ppt
专知会员服务
290+阅读 · 2023年10月12日
ACL 2019 | 多语言BERT的语言表征探索
AI科技评论
21+阅读 · 2019年9月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
综述:Image Caption 任务之语句多样性
PaperWeekly
22+阅读 · 2018年11月30日
读书报告 | Deep Learning for Extreme Multi-label Text Classification
科技创新与创业
48+阅读 · 2018年1月10日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
19+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:16
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
7+阅读 · 今天13:54
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
5+阅读 · 今天13:34
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
10+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
19+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员