diff --git a/README.md b/README.md index e747d46..16a3dcc 100644 --- a/README.md +++ b/README.md @@ -15,6 +15,16 @@ --- +## 🏛️ 系统架构与全流程总览 + +### 1. 四层总体解耦系统架构图 + + +### 2. 自进化科研发现闭环全流程图 + + +--- + ## 📁 目录结构 ```text diff --git a/XH-202619-AI_Scientist工程实践方案.md b/XH-202619-AI_Scientist工程实践方案.md index e4e3ef9..4b955a6 100644 --- a/XH-202619-AI_Scientist工程实践方案.md +++ b/XH-202619-AI_Scientist工程实践方案.md @@ -62,6 +62,8 @@ 本系统采用**四层分离架构**,分别为表现层、智能体核心层、工具与向量层、国产大模型基座层: + + ```mermaid graph TD subgraph L1["一、表现层"] @@ -206,6 +208,8 @@ yield token_chunk # 逐 Token 流式推送至前端暗黑终端与对话视窗 ### 5.2 全自动发现流执行过程 + + 引擎自动执行以下阶段,每阶段均以 Generator 事件流实时推送至前端: | 阶段 | 引擎操作 | 产出 | diff --git a/docs/01_system_architecture.png b/docs/01_system_architecture.png new file mode 100644 index 0000000..ee4effc Binary files /dev/null and b/docs/01_system_architecture.png differ diff --git a/docs/02_workflow_pipeline.png b/docs/02_workflow_pipeline.png new file mode 100644 index 0000000..bffec4c Binary files /dev/null and b/docs/02_workflow_pipeline.png differ diff --git a/docs/4-2_架构与流程图解.md b/docs/4-2_架构与流程图解.md new file mode 100644 index 0000000..58cbc06 --- /dev/null +++ b/docs/4-2_架构与流程图解.md @@ -0,0 +1,113 @@ +# 4-2 架构与流程图解 + +> **所属项目**:XH-202619 基于国产开源大模型的 AI Scientist 的研发与应用 +> **方案定位**:以多智能体分工协同与子智能体技能(Skill)解耦为框架,以阿里通义千问(Qwen)大模型为国产开源大脑,构建面向前沿科学研究的“自进化科研发现超级智能体”工程闭环。 + +--- + +## 一、系统四层总体解耦架构图及图解 + +### 1.1 系统架构总览图 (System Architecture Diagram) + + + +*(高清图表保存路径:`docs/01_system_architecture.png`,替换原拥挤图:`docs/architecture_diagram.png`)* + +--- + +### 1.2 四层架构组件与职能图解说明 + +系统自顶向下严格采用**四层高内聚、低耦合的模块化设计**,各层职责分明、数据流向清晰: + +#### 1. 第一层:交互表现层 (Presentation Layer) +- **双模式交互工作台**: + - **人在回路协同模式**:提供 4 步渐进式卡片解锁流程(问题输入 ➔ 假说生成 ➔ 对抗审查 ➔ 报告导出)。支持人类专家在各阶段随时介入修改假设、注入先验指导意见。 + - **24/7 全自动无人值守发现流**:面向长时间自主运行场景,后台自动完成多轮“检索-生成-审稿-修改”闭环。 +- **暗黑极客流式控制台 (Terminal Console)**:嵌入式实时终端,逐行渲染多智能体状态机底层日志、阶段耗时与思维链轨迹,配备打字机光标与 ANSI 高亮。 +- **大模型流式对话视窗 (Dialogue Stream Box)**:以双向气泡流形式,直观展现假说生成智能体与 Reviewer #2 审稿智能体之间的多轮流式对抗对话。 +- **五维审查打分看板 (Metrics & Decision Dashboard)**:动态渲染 50 分制量化指标条、各维度评分雷达以及最终学术判定 Badge(ACCEPT / REVISE / REJECT)。 + +#### 2. 第二层:智能体核心层 (Autonomous Multi-Agent Core Layer) +- **引擎主调度控制器 (`AIScientistEngine`)**:统筹管理整个科研发现生命周期的状态转移,驱动 Generator 事件流实时向前端推送,并调控自进化闭环学习循环(Learning Loop)。 +- **四大专业解耦子智能体 (Skills)**: + - `LiteratureMiningSkill`(文献挖掘智能体):解析科研问题深层语义,提取精准英文双引号学术短语,并发调度 arXiv 检索。 + - `HypothesisGeneratorSkill`(假说推导智能体):基于真实文献证据,采用“归纳-演绎”双轨逻辑推理,单次生成 3 组候选假说,并在迭代中融合专家反馈。 + - `HypothesisCriticSkill`(对抗审稿智能体):化身“Reviewer #2 魔鬼审稿人”,执行 5 维度 50 分制量化审查,并强制执行物理时间线锚定(消除外部最新成果的虚构误判)。 + - `ResearchPlanWriterSkill`(报告编纂智能体):依据最终通过审查的最佳科学假设,自动编撰严格包含 10 个标准学术规范章节的完整研究计划报告。 + +#### 3. 第三层:工具与知识增强层 (Tools & Augmentation Layer) +- **arXiv 真实文献检索工具 (`ArxivTool`)**:直连 arXiv 官方 XML API,实时检索最新论文元数据(Title、Abstract、Date、真实 DOI 唯一识别码),覆盖 AI、天文、量子、生物等跨学科领域。 +- **通义 1024 维 Dense Vector Hybrid RAG 引擎 (`SimpleRAGTool`)**:基于 NumPy 矩阵高速余弦相似度计算,结合 7:3 稠密向量与稀疏关键词混合重排融合算法($S_{hybrid} = 0.7 \times S_{dense} + 0.3 \times S_{sparse}$),确保假说生成严格溯源至真实学术成果,从根源上消除大模型逻辑幻觉。 +- **NetworkX 知识图谱与 Mermaid 转换引擎 (`KnowledgeGraphTool`)**:大模型驱动实体关系抽取 (NER/RE),提炼 `(Subject, Predicate, Object)` 科学三元组建立 DiGraph 有向图,自动导出高质量 Mermaid 拓扑代码,直观呈现证据链。 + +#### 4. 第四层:国产大模型基座层 (Foundation Model Layer) +- **阿里云百炼统一网关 (`LLMClient`)**:基于 OpenAI SDK 兼容协议,具备标准 API 调用封装与原生 HTTP REST 优雅降级兜底机制。 +- **阿里通义千问开源大模型矩阵(支持前端动态热切换)**: + - **`qwen3.7-max`**:负责深层复杂逻辑演绎、理论严谨性论证与终审对抗审查。 + - **`qwen3.7-plus`**:负责规范化学术文本撰写、实验方案周密设计与学科文献综合分析。 + - **`qwen3.8-flash` / `qwen3.6-flash`**:具备 100 万 Token 上下文窗口与毫秒级流式响应,负责摘要三元组提取与快速原型交互。 + - **`text-embedding-v3`**:通义官方配套向量模型,提供 1024 维高保真稠密语义嵌入。 + +--- + +## 二、自进化科研发现闭环全流程图及图解 + +### 2.1 端到端闭环流程图 (End-to-End Workflow Diagram) + + + +*(高清图表保存路径:`docs/02_workflow_pipeline.png`)* + +--- + +### 2.2 五大关键阶段执行流程与自进化控制机制 + +#### 阶段 1:科学问题输入与环境配置 (Stage 01: Problem Input) +- **输入数据**:自然语言科学难题 Query(例如:如何突破大模型长程推理中的逻辑幻觉问题)。 +- **执行操作**: + 1. 解析问题的科研领域与所属学科(如计算机科学、天体物理、量子物理、生物信息); + 2. 配置对抗审查通过门槛分数(默认 35 分,满分 50 分); + 3. 配置最大自进化迭代轮数(1-10 轮,默认 3 轮); + 4. 选定本次推演所采用的通义千问底座大模型。 +- **产出结果**:标准化的科研问题配置对象与推演上下文环境。 + +#### 阶段 2:文献深度挖掘与混合向量索引 (Stage 02: Literature Mining & Hybrid RAG) +- **调度组件**:`LiteratureMiningSkill` + `ArxivTool` + `SimpleRAGTool` +- **执行操作**: + 1. 智能抽取中英文精准学术关键词; + 2. 调用 arXiv API 检索最新真实学术文献; + 3. 解析提取标题、摘要、作者及可点击验证的真实 DOI 链接; + 4. 调用通义 `text-embedding-v3` 计算 1024 维高维向量嵌入; + 5. 采用 7:3 稠密-稀疏混合打分重排,提取 Top-$K$ 最相关真实文献段落。 +- **产出结果**:真实文献元数据池 + Top-$K$ 高相关学术证据切片。 + +#### 阶段 3:知识图谱构建与拓扑验证 (Stage 03: Knowledge Graph Extraction) +- **调度组件**:`KnowledgeGraphTool` + Qwen NER/RE 提示工程 +- **执行操作**: + 1. 利用大模型对文献摘要执行实体识别与关系抽取; + 2. 提取结构化三元组 `(Subject, Predicate, Object, Evidence)`; + 3. 写入 NetworkX 构建有向图拓扑网络; + 4. 遍历边集并自动导出为标准的 Mermaid `graph TD` 证据链路代码。 +- **产出结果**:学科知识拓扑图谱 + 可直接在前端和报告中渲染的 Mermaid 证据链路。 + +#### 阶段 4:假说推导与对抗审稿闭环 (Stage 04: Hypothesis Generation & Review Loop) +- **核心协同**:`HypothesisGeneratorSkill` ⇋ 对抗 ⇋ `HypothesisCriticSkill` +- **执行操作**: + 1. **假说生成**:结合真实文献上下文,采用归纳-演绎双轨推理,流式推导 3 组候选假说(含假设陈述、理论机制、验证路径、可证伪条件); + 2. **物理时间线锚定**:注入系统当前物理时间,强制模型对齐现实,消除截断幻觉; + 3. **Reviewer #2 严苛量化审稿**:从逻辑自洽性、文献支撑度、可证伪性、新颖性、实验可行性 5 个维度进行量化评分(单项满分 10 分,总分 50 分); + 4. **自动裁决与自进化跳转**: + - **通过分支 (ACCEPT)**:总分 $\ge$ 门槛(默认 35 分),选定为“最佳科学假说”,直通阶段 5; + - **修回/驳回自进化分支 (REVISE/REJECT)**:总分未达标且当前轮数 $t < N$ 时,系统自动捕获审稿人批注,将其作为惩罚性约束反馈注入 Prompt,触发下一轮假说自我纠偏(轮数 $t = t + 1$); + - **超时分支 (TIMEOUT)**:达到最大轮数限制时,自动在历史各轮假说中选出综合得分最高者推进。 +- **产出结果**:经过同行对抗性严格检验的“最佳科学假说”与量化审查意见报告。 + +#### 阶段 5:标准研究计划报告编纂与动态导出 (Stage 05: Research Plan Compilation) +- **调度组件**:`ResearchPlanWriterSkill`(搭载 `qwen3.7-plus`) +- **执行操作**: + 1. 深度整合最终通过的最佳假设、理论机制与审稿批注; + 2. 嵌入阶段 3 提炼的 Mermaid 知识证据链路图; + 3. 自动生成方法论架构流程图与 baseline 实验对照设计; + 4. 注入真实参考文献及可点击跳转的 arXiv DOI 链接; + 5. 严格按照 10 个标准学术规范章节编撰输出完整研究计划。 +- **产出结果**:《科学假设与研究计划报告》完整 Markdown 终稿,并支持前端一键下载与本地归档。 diff --git a/docs/architecture_diagram.png b/docs/architecture_diagram.png index 4f47eeb..ee4effc 100644 Binary files a/docs/architecture_diagram.png and b/docs/architecture_diagram.png differ diff --git a/scripts/render_architecture_diagrams.py b/scripts/render_architecture_diagrams.py new file mode 100644 index 0000000..a4bfac1 --- /dev/null +++ b/scripts/render_architecture_diagrams.py @@ -0,0 +1,993 @@ +import os +from playwright.sync_api import sync_playwright + +HTML_ARCH = """ + +
+ + + + + +System Architecture: Presentation · Autonomous Multi-Agent Core · Augmentation Tools · Foundation Models + 100% 国产百炼 Qwen 开源矩阵 + Reviewer #2 对抗审稿 + 1024维 Dense Vector RAG +
+End-to-End Autonomous Scientific Discovery Pipeline & Self-Evolution Control Loop + 【五大关键阶段清晰平铺展开 · 无缝衔接与对抗迭代】 +
+