Large language models (LLMs) are increasingly deployed as multi-step decision-making agents, where effective reward design is essential for guiding learning. Although recent work explores various forms of reward shaping and step-level credit assignment, a key signal remains largely overlooked: the intrinsic uncertainty of LLMs. Uncertainty reflects model confidence, reveals where exploration is needed, and offers valuable learning cues even in failed trajectories. We introduce SELAUR: Self Evolving LLM Agent via Uncertainty-aware Rewards, a reinforcement learning framework that incorporates uncertainty directly into the reward design. SELAUR integrates entropy-, least-confidence-, and margin-based metrics into a combined token-level uncertainty estimate, providing dense confidence-aligned supervision, and employs a failure-aware reward reshaping mechanism that injects these uncertainty signals into step- and trajectory-level rewards to improve exploration efficiency and learning stability. Experiments on two benchmarks, ALFWorld and WebShop, show that our method consistently improves success rates over strong baselines. Ablation studies further demonstrate how uncertainty signals enhance exploration and robustness.


翻译:大型语言模型(LLM)正越来越多地被部署为多步决策智能体,其中有效的奖励设计对于指导学习至关重要。尽管近期研究探索了多种形式的奖励塑形和步骤级信用分配,但一个关键信号在很大程度上被忽视了:LLM的内在不确定性。不确定性反映了模型的置信度,揭示了需要探索的区域,即使在失败的轨迹中也能提供有价值的学习线索。我们提出SELAUR:基于不确定性感知奖励的自演进LLM智能体,这是一个将不确定性直接纳入奖励设计的强化学习框架。SELAUR将基于熵、最小置信度和间隔的度量整合为统一的词元级不确定性估计,提供密集的置信度对齐监督,并采用一种失败感知的奖励重塑机制,将这些不确定性信号注入步骤级和轨迹级奖励中,以提高探索效率和学习稳定性。在ALFWorld和WebShop两个基准测试上的实验表明,我们的方法相较于强基线模型持续提升了任务成功率。消融研究进一步论证了不确定性信号如何增强探索能力和鲁棒性。

0
下载
关闭预览

相关内容

智能体评判者(Agent-as-a-Judge)研究综述
专知会员服务
37+阅读 · 1月9日
关于大语言模型驱动的推荐系统智能体的综述
专知会员服务
28+阅读 · 2025年2月17日
大语言模型智能体
专知会员服务
98+阅读 · 2024年12月25日
【普林斯顿】基于大型语言模型的语言智能体认知架构
专知会员服务
77+阅读 · 2023年9月6日
「PPT」深度学习中的不确定性估计
专知
27+阅读 · 2019年7月20日
自然语言处理中的语言模型预训练方法
PaperWeekly
14+阅读 · 2018年10月21日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
8+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
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
Semantic Invariance in Agentic AI
Arxiv
0+阅读 · 3月13日
VIP会员
最新内容
最新“指挥控制”领域出版物合集(简介)
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:19
面向军事作战需求开发的人工智能(RAIMOND)
专知会员服务
3+阅读 · 今天15:13
软件定义多域战术网络:基础与未来方向(综述)
水下战战术决策中的气象与海洋预报(50页报告)
远程空中优势:新一代超视距导弹的兴起
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
大语言模型溯因推理的统一分类学与综述
专知会员服务
0+阅读 · 今天12:07
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
8+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
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员