从人类偏好中学习查询特定评分标准用于深度研究报告生成 Learning Query-Specific Rubrics from Human Preferences for DeepResearch Report Generation
通过强化学习训练评分标准生成器,为DeepResearch报告提供偏好对齐的细粒度奖励信号
前置知识
DeepResearch 系统
DeepResearch 是一类能够从大规模文档集合中综合证据并生成长篇分析报告的 AI 系统,区别于简单的短文本问答。它需要模型进行多步推理、多轮检索、信息整合,并以连贯且结构化的方式呈现结果。典型的 DeepResearch 系统包括 OpenAI DeepResearch、Claude Research、Gemini DeepResearch 等。与 BrowseComp、GAIA 等短文本任务不同,DeepResearch 面对的是复杂的开放式研究问题,缺乏可验证的标准答案,这使得训练和评估都极具挑战性。
本文的核心目标就是改进 DeepResearch 报告生成的训练和评估流程,理解这一系统范式是把握全文技术贡献的前提。
Rubric(评分标准)
Rubric 是一套结构化的评估准则,用于系统性地评价生成内容的质量。每个 rubric 项包含三个要素:标题(title)、描述(description)和权重(weight),形成一个加权评估维度列表。例如,一个 rubric 可能包含「覆盖度」(权重 5)、「逻辑连贯性」(权重 4)、「专业性」(权重 3)等维度。评分时,LLM-as-a-Judge 对每个维度打分(1-10 分),然后按权重加权平均得到总分。Rubric 可以是通用的(对所有查询适用),也可以是查询特定的(针对每个查询定制),后者能提供更精细的评估信号。
本文的核心创新就是训练一个能自动生成查询特定 rubric 的生成器,rubric 的质量直接决定了下游 RL 训练的奖励信号质量。
GRPO(Group Relative Policy Optimization)
GRPO 是 DeepSeek-Math 提出的一种强化学习算法,是 PPO 的简化变体。其核心思想是:对于同一个输入,从当前策略中采样一组(group)候选输出,然后计算每个候选相对于组内其他候选的优势(advantage),用这个相对优势来更新策略。与 PPO 不同,GRPO 不需要单独训练一个价值模型(critic),而是通过组内对比来估计基线,从而降低了训练复杂度和内存需求。GRPO 使用裁剪比率(clip ratio)来控制策略更新幅度,防止训练不稳定。
本文使用 GRPO 来训练 rubric 生成器,其组内对比的特性与 rubric 需要区分偏好/拒绝报告的需求天然契合。
Cohen's d(配对效应量)
Cohen's d 是衡量两组数据差异大小的标准化指标。在配对设计中,它计算所有配对差异的均值与标准差之比:d = E[Delta] / sqrt(Var(Delta)),其中 Delta_i = S(r_acc) - S(r_rej)。与偏好准确率(AUC)只反映排序正确性不同,Cohen's d 捕捉的是分数分离的标准化强度——即使 AUC 相同,Cohen's d 更大意味着模型对偏好报告和拒绝报告的评分差距更大、更稳定。一般认为 d < 0.2 为小效应,d > 0.8 为大效应。
本文同时报告偏好准确率和 Cohen's d 两个指标,Cohen's d 更能反映 rubric 生成器的区分能力,是评估方法有效性的关键指标。
LLM-as-a-Judge
LLM-as-a-Judge 是一种利用大语言模型作为评估者的方法。给定一个评估任务(如评价报告质量),LLM 根据预设的评分标准和提示词,对生成内容进行打分或偏好判断。这种方法避免了人工评估的高成本,但存在评分偏好偏差、位置偏差等问题。在本文中,LLM-as-a-Judge 用于两个场景:一是训练 rubric 生成器时评估 rubric 质量(作为辅助奖励信号),二是在下游 RL 训练中根据 rubric 对报告进行评分(作为主要奖励信号)。
本文的训练流程依赖 LLM-as-a-Judge 来评分报告和评估 rubric 质量,理解这一机制对于理解奖励计算过程至关重要。
研究动机
当前 DeepResearch 报告生成面临的核心困境是缺乏可验证的奖励信号。短文本问答任务(如 GAIA、BrowseComp)有明确的标准答案,可以通过 RLVR(Reinforcement Learning with Verifiable Rewards)进行训练。但长篇报告生成没有标准答案,评估本身就是主观的,这使得训练和评估都陷入了困境。现有的解决路径有两条,但都存在严重缺陷:第一,使用预定义的通用 rubric(如 Yao et al., 2025 提出的通用报告评估标准),这些标准过于粗粒度,无法区分不同查询下报告质量的细微差异——例如评估一篇关于「量子计算商业化前景」的报告和评估一篇「网络故障排查指南」的报告,需要的评估维度完全不同。第二,使用 LLM 直接生成查询特定的 rubric,或者让人工专家手动编写,但 LLM 生成的 rubric 没有人类偏好作为监督信号,容易与人类实际的评判标准产生偏差;而人工编写的高质量 rubric(如 Sharma et al., 2025 的 ResearchRubrics)虽然准确,但需要大量领域专业知识,每个查询都需要专家投入数小时,无法扩展到大规模训练语料。这两种方法的共同问题是:生成的 rubric 可能存在噪声或不完整,导致弱监督信号、奖励欺骗(reward hacking)和低效的学习动态。
本文的目标是本文的目标是构建一个可扩展的流水线,将昂贵的一次性人工标注负担转化为可复用的监督来源。具体来说,作者希望:(1)构建一个包含 5,000+ DeepResearch 风格查询的大规模人类偏好数据集,每个查询配对两份候选报告并标注偏好判断;(2)训练一个查询特定的 rubric 生成器,该生成器能从粗粒度的成对偏好中学习出细粒度的评估标准;(3)将训练好的 rubric 生成器作为奖励信号用于训练 DeepResearch 系统,验证其在下游任务中的有效性。作者强调,目标不是完全消除人工成本,而是将重复性的标注负担转化为一次性的投资——收集偏好数据比手动编写 rubric 便宜得多,而偏好数据可以通过 RL 训练出能泛化到新查询的 rubric 生成器。
与已有工作不同的是,本文的独特视角在于将人类偏好视为学习评估标准的中间桥梁,而非直接的训练信号。已有工作(如 DPO、RLHF)通常直接用偏好对来优化模型,但这种方式对于长篇报告生成来说过于粗粒度——两个报告的优劣可能体现在多个维度上(覆盖度、逻辑性、深度等),单纯的成对偏好无法提供这种维度级别的反馈。本文抓住了一个被忽视的洞察:偏好数据虽然粗粒度,但它隐含了人类对报告质量的多维度判断;如果能从中学习出结构化的评估标准(rubric),就能将一次性的偏好标注转化为可复用的、细粒度的奖励信号。这本质上是一种「知识蒸馏」——将人类的隐式评判标准蒸馏为显式的评估 rubric。与 P-GenRM(Zhang et al., 2026)和 P-Check(Seo and Lee, 2026)等偏好感知 rubric 生成工作相比,本文的独特贡献在于将 rubric 生成器作为可复用组件嵌入到下游 RL 训练流程中,而非仅用于评估。
核心方法
本文的方法可以类比为一个「教师培训」过程:先让学生(DeepResearch 系统)写报告,再让有经验的教师(人类专家)对比评判两份报告的优劣,然后用这些评判数据训练一个「评分标准专家」(rubric 生成器),最后让这个专家为新的学生报告提供标准化的评估反馈。技术路线分为三个阶段:第一阶段是数据构建——从知识图谱中采样多跳实体路径生成多样化的研究查询,使用多智能体 Markov 状态(MaMs)工作流生成候选报告,然后由 16 名人类专家进行成对偏好标注;第二阶段是 rubric 生成器训练——使用 GRPO 算法,结合偏好一致性奖励、格式有效性奖励和 LLM-as-a-Judge 质量奖励的混合信号来训练 rubric 生成器;第三阶段是下游应用——将训练好的 rubric 生成器集成到 DeepResearch 系统的 RL 训练中,为每个查询自动生成查询特定的评估标准,作为奖励信号指导策略优化。
本文的核心创新在于提出了一种「偏好接地的 rubric 生成」范式(preference-grounded rubric generation),其本质区别在于:已有方法要么使用固定的通用评估标准(缺乏查询特异性),要么让 LLM 直接生成评估标准(缺乏人类偏好监督),而本文通过强化学习将人类偏好信号注入到 rubric 生成过程中。具体来说,训练时的偏好一致性奖励 R_pref 是关键——它要求生成的 rubric 必须能正确区分人类偏好报告和拒绝报告,即 S(r_acc | y) > S(r_rej | y)。这意味着 rubric 生成器不是在学习「什么样的 rubric 看起来好看」,而是在学习「什么样的 rubric 能准确反映人类的评判标准」。这种设计使得 rubric 生成器能够自动发现人类评估报告时关注的关键维度,并为每个查询定制相应的权重分配。用公式表示,总奖励为 R_total = lambda_pref * R_pref + lambda_llm * R_llm + R_fmt,其中偏好奖励是唯一直接基于人类比较的信号,格式奖励和 LLM 质量奖励是辅助约束。
方法步骤详情
方法分为三个主要阶段。阶段一:偏好数据集构建。(1) 查询构建:从覆盖法律、商业、科技、健康等领域的知识图谱中采样多跳实体路径,prompt LLM 合成自然语言研究问题,再用 GPT-5 改写以增加多样性和自然性,最终构建了 5,651 个 DeepResearch 风格查询。(2) 候选报告生成:对每个查询,使用 DeepSeek V3.1 和通义 DeepResearch 两个模型,通过变化超参数生成多份候选报告。采用 MaMs 工作流处理长上下文依赖,每个时刻维护状态 s_t = (m_t, p_t, r_t)(记忆、计划、报告)。(3) 偏好标注:招募 16 名硕士学历以上的专家,每个比较对至少 3 人独立标注,按多数票决定最终标签,保留「有用性、连贯性、完整性、对齐度」四个维度的评判。阶段二:rubric 生成器训练。(1) 使用 Qwen3-30B-A3B 作为策略模型,输入查询 q,采样一组 rubric 候选 {y_1, ..., y_G},每个候选是包含 title、description、weight 的 JSON 列表。(2) 计算混合奖励:偏好一致性奖励 R_pref 检查 rubric 是否正确排序偏好/拒绝报告;格式奖励 R_fmt 检查是否符合 JSON schema(不符合则 -1);LLM-as-a-Judge 奖励 R_llm 评估 rubric 本身的逻辑连贯性和覆盖度。(3) 使用 GRPO 更新策略,学习率 1e-6,group size 为 8,上下文长度 64k tokens。阶段三:下游 DeepResearch 训练。(1) 对每个查询 q,rubric 生成器自动产生带权重的评估标准。(2) 使用 LLM-as-a-Judge 按 rubric 对 rollout 报告评分,加权平均得到标量奖励。(3) 用 GRPO 训练 DeepResearch 策略,最大交互轮数 10,每轮最多 5 次工具调用。
技术新颖性
本文的技术新颖性体现在三个层面。第一,范式创新:提出将人类偏好「蒸馏」为可复用 rubric 生成器的思路,而非直接用偏好优化模型或手动编写 rubric。这建立了一条「偏好 → rubric → 奖励」的传递链路,使得昂贵的人类标注可以被高效复用。第二,训练信号设计:混合奖励函数 R_total = lambda_pref * R_pref + lambda_llm * R_llm + R_fmt 是一个巧妙的组合——偏好奖励确保 rubric 与人类判断对齐,LLM 质量奖励确保 rubric 本身的结构合理性,格式奖励确保下游系统的可解析性。实验表明,偏好奖励是主导信号(贡献最大的准确率和 Cohen's d 提升),而其他两个信号起到辅助约束作用。第三,下游集成方式:将训练好的 rubric 生成器作为「即插即用」的奖励模块嵌入到 DeepResearch 的 RL 训练流程中,可以同时适用于 ReAct 和 MaMs 两种工作流。与 RLCF(Viswanathan et al., 2025)和 RaR(Gunjal et al., 2025)等使用 checklist 作为奖励的工作相比,本文首次在 DeepResearch 这种不可验证奖励场景中验证了 rubric-guided RL 的有效性。
实验结果
实验结果从三个维度验证了方法的有效性。首先,在人类偏好数据集的测试集上(RQ1),Table 1 显示:使用查询特定 rubric 的方法全面优于使用通用 rubric 的方法——通用 rubric 的偏好准确率仅为 48.78%(接近随机),Cohen's d 仅为 0.192;而 RL 训练的 rubric 生成器(Qwen3-30B-A3B + 混合奖励)达到了 65.16% 的偏好准确率和 0.376 的 Cohen's d。值得注意的是,SFT 训练的 rubric 生成器(基于 GPT-5 生成的目标)虽然准确率达到 59.76%,但 Cohen's d 仅为 0.260,远低于 RL 训练的版本,这说明 SFT 虽然能学到一些 rubric 格式,但无法充分捕捉人类偏好中的细微差异。纯偏好奖励 RL 达到了 64.63% 准确率和 0.359 的 Cohen's d,而加入格式和 LLM 质量奖励后的混合版本进一步提升到 65.16% 准确率。其次,在 DeepResearch Bench 上(RQ2 和 RQ3),Table 2 的结果表明:(1) 以 Tongyi-DeepResearch 为骨干,RL 训练的 rubric 生成器(overall 49.3)显著优于通用 rubric(42.9)、GPT-5 生成 rubric(43.4)和 SFT 训练 rubric(43.4),在所有维度上均取得最佳。(2) 以 Qwen3-30B-A3B 为骨干的 ReAct 工作流中,使用 RL 训练的 rubric(45.2)相比不使用 rubric(40.5)提升了 4.7 个点。(3) MaMs 工作流进一步提升了性能:Qwen3-30B-A3B + MaMs + RL rubric 达到 47.2,超越了 OpenAI DeepResearch(46.5)和 Claude Research(45.0)。(4) Tongyi-DeepResearch + MaMs + RL rubric 以 49.3 的 overall score 成为开源方法中的最佳,接近 Gemini DeepResearch(49.7)的水平。第三,关于工作流层面的增益(RQ3),MaMs 相比 ReAct 在相同 rubric 奖励下一致性地提升了性能。以 Tongyi-DeepResearch 为例,ReAct + RL rubric 为 45.2,MaMs + RL rubric 为 49.3,提升了 4.1 个点。Table 3 显示 MaMs 的交互轮数(9.40 turns)和工具调用次数(39.23)远高于 ReAct(3.02 turns, 8.10 calls),表明显式的状态变量和分块处理机制有助于在长上下文约束下更好地应用 rubric-based RL。此外,人类标注者间的 Fleiss' kappa 为 0.428(中等一致),71.4% 的原始一致率构成了偏好建模实际上界,而本文模型达到 65.68% 的准确率,已接近这一上限。
查看结构化数据
| 任务 | 指标 | 本文 | 基线 | 提升 |
|---|---|---|---|---|
| 人类偏好数据集测试集 | 偏好准确率/AUC | 65.68% (Qwen3-30B-A3B, RL混合奖励) | 48.78% (通用rubric) | +16.90 绝对百分点 |
| 人类偏好数据集测试集 | 配对Cohen's d | 0.376 (Qwen3-30B-A3B, RL混合奖励) | 0.192 (通用rubric) | +0.184 |
| DeepResearch Bench (Tongyi-DR + MaMs) | Overall Score | 49.3 | 42.9 (通用rubric) / 43.4 (GPT-5 rubric / SFT rubric) | +6.4 vs 通用rubric |
| DeepResearch Bench (Qwen3-30B + ReAct) | Overall Score | 45.2 | 40.5 (无rubric) | +4.7 |
| DeepResearch Bench (Qwen3-30B + MaMs) | Overall Score | 47.2 | 41.8 (无rubric) | +5.4 |
| DeepResearch Bench (Tongyi-DR + MaMs) | Comprehensiveness | 48.3 | 41.1 (GPT-5 rubric) | +7.2 |
| DeepResearch Bench (Tongyi-DR + MaMs) | Readability | 50.8 | 46.5 (GPT-5 rubric) | +4.3 |
局限与改进
作者在 Limitations 章节承认了几个关键问题。首先,当前的偏好建模仅使用成对比较(pairwise comparison),这是受成本限制的选择,但可能无法完全捕捉人类判断的复杂性——例如,三个报告 A > B > C 的排序关系可能比简单的成对比较包含更丰富的信息,使用排名或分级评分(ranked or graded scores)可能实现更精细的偏好学习。其次,对新颖性(novelty)、创造性(creativity)、事实性(factuality)和推理深度(reasoning depth)等质量维度的评估仍然具有挑战性,当前评估部分依赖主观判断,未来需要结合更精细的 LLM 评估和有针对性的人类反馈来提高可靠性和一致性。从我自己的观察来看,还有几个值得关注的局限性。第一,数据集的查询多样性虽然广泛(覆盖法律、商业、科技等领域),但所有查询都是英文和中文双语的,且偏好标注由 16 名中国专家完成,这可能引入文化偏见——对于某些领域(如法律、医疗),不同文化背景的评估者可能会有不同的偏好。第二,rubric 生成器的训练和评估都在相对受限的查询分布上进行(5,651 个查询,8:1:1 划分),其在完全分布外(out-of-distribution)的查询上的泛化能力尚不清楚。第三,Table 1 中 Gemini-2.5-Pro 作为 rubric 生成器的表现(59.23% 准确率)与 SFT 训练的 Qwen3 系列相当,说明当前 RL 训练的提升空间可能受到底层模型能力的限制。
独立分析的弱点
基于对论文的深入分析,我识别出以下几个弱点及其改进方向。第一,偏好一致性奖励的二值化设计限制了学习信号的精细度。当前 R_pref 只输出 +1 或 -1,无法反映「偏好报告好多少」的程度差异。例如,一个 rubric 让偏好报告得分 6.0 而拒绝报告得分 5.9,与另一个 rubric 让偏好报告得分 9.0 而拒绝报告得分 3.0,获得的奖励相同。改进方向是将二值奖励替换为基于分数差距的连续奖励。第二,LLM-as-a-Judge 评分的可靠性问题。rubric 生成器训练和下游报告评分都依赖 LLM-as-a-Judge,但 LLM 评分本身存在位置偏差、长度偏好等问题,这些偏差会通过奖励信号传导到训练过程中。改进方向是使用多模型集成评分(如同时使用 GPT-5 和 Gemini 评分取平均)或引入人类校准的评分校正机制。第三,MaMs 工作流的评估混淆。论文将 MaMs 作为下游 RL 训练的工作流进行评估,但 Table 2 中 MaMs 和 ReAct 的对比不仅涉及工作流差异,还涉及工具调用次数和交互轮数的巨大差异(MaMs: 39.23 calls, 9.40 turns vs ReAct: 8.10 calls, 3.02 turns)。这意味着观察到的提升可能部分来自更多的信息检索,而非工作流设计本身。改进方向是在相同工具调用预算下对比两种工作流。第四,rubric 质量评估缺乏人工验证。虽然论文用 LLM-as-a-Judge 评估 rubric 质量(R_llm),但没有展示 rubric 生成器产出的 rubric 与人工编写的 rubric 在具体维度上的一致性。改进方向是让人类专家对生成的 rubric 进行盲评,评估其覆盖度、相关性和可操作性。
未来方向
作者在 Appendix M 中提出了几个未来研究方向。第一,将偏好建模从成对比较扩展到排名或分级评分,以利用更丰富的偏好信号。第二,提高对新颖性、创造性和事实性的评估能力,例如结合更精细的 LLM 评估和有针对性的人类反馈。第三,开发更系统化的方法来减少对 LLM-as-a-Judge 的依赖,例如通过自一致性检查或人机混合验证来增强训练过程的稳定性和可解释性。第四,在学术搜索、领域特定语料库和替代报告格式上进行更广泛的评估,以更好地刻画偏好训练的 rubric 生成器的可迁移性。基于论文成果,我认为还有几个值得延伸的方向。一是将本文的 rubric 学习框架应用到其他需要细粒度评估的生成任务中,如长篇故事生成、技术文档编写、多轮对话系统评估等——核心思路(偏好 → rubric → 奖励)具有任务无关性。二是探索 rubric 生成器的自适应更新机制——随着 DeepResearch 系统能力的提升,最优的评估标准也会变化,如果能在线更新 rubric 生成器以适应策略的改进,可能避免评估标准滞后导致的奖励饱和问题。三是研究 rubric 的可解释性和可干预性——如果用户能直接编辑或约束 rubric 的结构(如强制包含某个评估维度),可以实现更可控的报告生成。
复现评估
从复现角度来看,本文提供了相对详细的实现信息。训练代码基于开源的 slime 框架(THUDM/slime),使用 Megatron 作为训练后端、SGlang 作为推理后端。论文报告了完整的超参数设置(Table 4 和 Table 5),包括学习率 1e-6、group size 8、KL 系数 0.0、裁剪比率 0.2 等。算力需求方面,rubric 生成器训练使用 8 块 NVIDIA H20 GPU,DeepResearch 代理训练使用 32 块 H20,此外还需要 192 块 GPU 的 vLLM 集群用于推理时的 rubric 评分和 LLM-as-a-Judge。这意味着完整的复现需要约 232 块 H20 GPU,对于大多数研究团队来说是较高的门槛。数据方面,论文构建了包含 5,651 个查询的偏好数据集,但该数据集是否开源尚不明确——论文提到「我们发布中文和英文版本」,但未提供数据集的具体下载链接。基线评估部分引用了 DeepResearch Bench 的官方排行榜,该基准是公开可用的。总体而言,有充足算力的研究者可以基于公开代码和超参数进行复现,但数据集的可获得性是关键不确定因素。
论文图表
该图展示了偏好数据集的领域分布:法律与法规(849)、商业与金融(783)、科技(756)、健康与医疗(711)、媒体与娱乐(442)、日常生活(413)、教育(254)、交通(251)、艺术(250)、热点新闻(245)、学术文献(157)、旅行(156)、其他(155)、体育(127)、职业(102)。
该图展示了数据集的多样性和覆盖范围,证明了偏好数据集能够代表真实的 DeepResearch 使用场景,对于评估方法的泛化能力至关重要。