Mind DeepResearch 技术报告:基于 ~30B 参数的高效多 Agent 深度研究框架 Mind DeepResearch Technical Report
用三 Agent 架构与四阶段训练流水线,让 30B 模型在深度搜索与研究任务上比肩百亿参数大模型。
前置知识
大语言模型 Agent
在 LLM 基础上扩展出规划、记忆、工具调用能力的智能体范式。Agent 通过思考-行动-观察(ReAct)循环迭代调用外部工具,将复杂任务分解为多步推理。本文中每个 DeepSearch Agent 实例就是一个独立运行的 Agent。
MindDR 整体上是一个多 Agent 系统,Planning/DeepSearch/Report 三个 Agent 协作完成任务,不理解 Agent 范式就无法理解其架构设计动机。
ReAct 范式
一种把推理(Reasoning)与行动(Acting)交织的 Agent 执行模式,每一步由 Thought(思考)、Action(动作,如工具调用)、Observation(工具返回结果)三段组成。本文 ReAct 数据格式被显式用于 SFT 与 RL 训练,是数据组织的最小单元。
MindDR 的训练数据全部按 ReAct 多轮对话结构组织,SFT 的损失函数就是基于 ReAct 轨迹的自回归预测。
GRPO / GSPO / DAPO 强化学习算法
三者都是 Group Relative Policy Optimization 系列方法:GRPO 对同一查询采样 G 条轨迹,按组内相对优势更新策略;GSPO 把重要性比率从 token 级提升到序列级(带长度归一化),降低 MoE 模型中专家路由漂移带来的方差;DAPO 在 GRPO 基础上引入 token 级损失、asymmetric clipping、动态采样过滤、移除 KL 约束。
MindDR 在 Search-RL 中对 Dense 模型用 GRPO、对 MoE 模型用 GSPO;在 Report-RL 中对 Dense 模型用 DAPO、对 MoE 模型同样用 GSPO;理解三者差异才能明白作者为什么针对模型架构做了精细化算法选择。
过程奖励模型 PRM 与结果奖励模型 ORM
PRM 评估推理过程中间步骤的质量(如是否检索到了关键实体),ORM 评估最终答案正确性。MindDR 中 PRM 通过字符串匹配验证中间实体集合是否被覆盖,无需 LLM 推理即可计算;ORM 走 LLM-as-Judge 多模型多数投票。
Search-RL 的总奖励是 PRM/ORM/工具/格式的加权组合,且权重会随训练阶段动态调度。
DPO 与 Self-SFT 偏好对齐
DPO(Direct Preference Optimization)通过 log-sigmoid 函数直接最大化优选输出相对拒选输出的对数概率比,无需显式奖励模型;Self-SFT 则是用当前策略自采样的高质量输出作为监督目标做行为克隆。两者协同:DPO 解决结构化错误(表格、时态),Self-SFT 改善整体语言一致性。
MindDR 第四阶段偏好对齐就靠这两个方法,专门处理 RACE 评分难以量化但用户能感知的体验性缺陷(如时态错误、段落跳跃)。
RACE 评分框架
DeepResearch Bench 提出的报告质量四维评分体系:Comprehensiveness(全面性)、Insight(洞察)、Instruction Following(指令遵循)、Readability(可读性)。MindDR Bench 也基于此构建,并把每个维度的细粒度标准作为 Rubric 提供给 LLM-as-Judge。
它是 Report-RL 的奖励信号来源,也是 MindDR 在 DR 类基准上对比 Gemini、Kimi 等系统的统一标尺。
研究动机
近两年以 Gemini Deep Research 和 OpenAI Deep Research 为代表的闭源深度研究 Agent 在科研、金融等专业场景达到接近人类水平,推动整个行业跟进开源替代方案(Tongyi DeepResearch、MiroThinker、Step-DeepResearch、WebSailor、WebShaper 等)。但这些系统普遍面临一个根本瓶颈:训练与推理成本过高。SOTA 系统往往依赖 100B+ 参数基座模型,并需要进行昂贵的大规模 mid-training(持续预训练)来注入领域知识和工具使用能力——这本身训练 token 量就可能超过 150B。推理时,复杂研究任务要求长程推理和多步工具调用,若没有对搜索效率的显式优化,模型会把大量算力浪费在边际收益极低的探索上,导致 token 消耗激增、延迟升高、上下文膨胀稀释关键证据,最终损害用户实际体验。例如 MiroThinker-v1.5-30B-A3B 在 BrowseComp-ZH 上虽然分数有 31.9,但平均上下文 token 和工具调用次数都是对比系统中最高的——典型的「高消耗换中等收益」。
本文的目标是本文的核心问题是:如何用小模型(仅 ~30B 参数)通过低成本训练和推理,在深度搜索与深度研究任务上达到领先水平?作者把目标拆成两条互补路径:推理阶段把复杂研究任务分解给专门的子 Agent(Planning / DeepSearch / Report),通过并行执行与上下文隔离降低单 Agent 长上下文负担;训练阶段不依赖大规模 mid-training,而是设计四阶段精细化训练流水线(SFT → Search-RL → Report-RL → Preference Alignment),每阶段用专门的数据和奖励信号针对一项能力做密集优化。最终交付一个既能部署在产品中、又开源可复现的 MindDR 系统,外加一个 500 条真实用户查询构成的中文评测基准 MindDR Bench。
与已有工作不同的是,现有开源 Agent 系统的两大痛点本文都有针对性地解决:第一,奖励信号过粗——轨迹级 RL 把同一奖励广播到所有步骤,无法区分关键检索与冗余检索,导致搜索效率优化无的放矢。MindDR 提出轻量级步级 credit assignment:用知识图谱中的中间实体集合做字符串匹配 PRM,无需 critic 模型、无需指数级分支采样,就能给出细粒度过程监督。第二,反馈粒度过粗——主流评估只看一个 RACE 总分,对几十步推理流水线中哪一环出问题没有 actionable 信号。MindDR Bench 提出 MindDR Module Evaluation 系统,把评估拆到四个流水线阶段(Reasoning Trajectory、Tool Call、Outline Generation、Report Generation),每阶段给出 1–2 个可监控的具体指标(如反思轮次、工具调用失败率、表格错误率),让每个模块都能独立迭代优化。这两点合起来,就是从奖励设计到评估设计两端同时颗粒化的差异化切入角度。
核心方法
MindDR 的方法论可以用「两阶段解耦 + 四阶段训练」概括。推理时,一个用户查询进入系统后,Planning Agent 先做意图分析与任务分解,把研究问题切成 k 个子任务;每个子任务被派发给独立的 DeepSearch Agent 实例并行执行多轮 ReAct 循环(搜索、内部知识库、学术文献、Web 抓取等工具),直到子任务收敛;最后 Report Agent 拿到所有子报告,按层级大纲聚合并生成带引用、结构化的 Markdown 长报告。三类 Agent 共享一套 Extended Chain-of-Thought(XoT)记忆机制,把推理链跨调用、跨工具累积起来,让 Report Agent 能追溯证据来源。训练时,模型不再被一刀切地端到端 RL,而是按能力依赖关系拆成四阶段:(1) SFT 冷启动——约 15K 条 ReAct 轨迹做行为克隆,建立格式稳定性和基础工具调用;(2) Search-RL——用真实工具环境做在线 RL,对 Dense 模型用 GRPO、对 MoE 用 GSPO(解决 MoE 专家路由漂移),奖励由 ORM + PRM + 工具调用 + 格式四部分组成,权重随训练动态调度;(3) Report-RL——用 RACE Rubrics 作奖励,对 Dense 模型用 DAPO(token 级梯度 + asymmetric clipping + 移除 KL),同样为 MoE 切到 GSPO,外加规则化的引用奖励与格式奖励;(4) Preference Alignment——用当前策略自采样,用 LLM-as-Judge + 规则信号评分后做 DPO(结构化错误:表格、时态)+ Self-SFT(整体一致性)。整个设计追求奖励可分解、能力有依赖、数据可独立迭代。
MindDR 的本质创新在于把单体端到端 RL 的范式换成任务驱动的多阶段训练 + 多 Agent 推理分解。它和已有方法相比,最关键的差别有两点:(1) 显式的奖励可分解性——Search-RL 把奖励显式切成 ORM/PRM/工具/格式四块,按「先学会调用工具→再学会反思检索→最后才看答案对不对」的顺序做阈值触发的权重调度(初始权重偏向工具与格式两项基础能力;每阶段饱和后就把权重让给下一能力),模拟类似 grokking 的渐进能力涌现;同期还动态调整数据难度(保持 ORM 准确率在 10%–50% 的有效学习区间)。(2) 步级 PRM 的低成本实现——既有 PPO 类方法依赖昂贵 critic 模型,分支采样方法(如 ARPO、TreeRL)又因组合爆炸无法覆盖长程任务;MindDR 用知识图谱合成时预先抽取的中间实体集合,在训练时做字符串匹配即得 PRM,既没有 LLM 推理开销也不需要采样多分支,就把关键检索步骤的差异化监督问题解决了。这是设计上的关键 trick。
方法步骤详情
完整方法流水线可拆为四步:(1) 数据合成:从百度百科与英文维基百科构建统一知识图谱,按「推理可达性 + 路径必要性 + 结构独立性」三条约束采样子图,用 LLM 把图结构翻译为自然语言多跳 QA 对,再做条件混淆(增加难度)、合理性评估、直答过滤、语义一致性过滤,得到约 35K 高质量多跳查询;SFT 数据另从仿真环境采样约 12K 条 ReAct 轨迹(KG 60% + 真实场景 35% + 人工标注边缘 5%),并按 8K→32K/64K→128K 三阶段做渐进长度泛化;Report-RL 数据从 SFT 轨迹池派生长格式(带完整检索上下文)和短格式(只保留 query + Rubrics + 参考报告)两套。(2) SFT 冷启动:用标准自回归语言建模损失在约 15K 条轨迹上行为克隆,训练终止条件由长上下文格式正确率(64K 与 128K 均低于 2.5%)和政策熵(不低于 60K 步时的 90%)联合触发。(3) Search-RL:每查询采样 G=8 条轨迹,按 GRPO/GSPO 计算组相对优势,总奖励中 PRM 通过字符串匹配验证中间实体是否被覆盖、ORM 用 3 模型多数投票 LLM-as-Judge;同时训练集难度比例根据验证集 ORM 准确率动态调整。(4) Report-RL + Preference Alignment:用 RACE Rubrics 生成参考评分,对 Dense 模型用 DAPO(token 级归一、asymmetric clipping、移除 KL、动态采样过滤),对 MoE 切到 GSPO;附加引用奖励与格式奖励;最后用当前策略自采样的高/低质样本做 DPO(1.8K 时态 + 2.8K 表格修复集)+ Self-SFT(4.3K 高质量报告)。
技术新颖性
技术新颖性可从数据、奖励、算法、工程四个层面看。数据层:知识图谱合成不再满足于连通性,而是显式编码三条图结构约束(推理可达性、路径必要性、结构独立性),并用条件混淆动态监测解空间大小来维持答案唯一性,这是对 WebSailor/DeepDive 类工作的精细化升级。奖励层:步级 PRM + 动态权重调度是最大亮点——既有方法要么用 trajectory-level 统一奖励(无信号区分度),要么用 PPO critic(成本高),要么用分支采样(指数复杂度),MindDR 用 KG 预抽取的实体集合做字符串匹配 PRM,把步级精细监督的成本压到接近零;配合阈值触发的权重迁移,把训练从手工分阶段变成自动随能力饱和迁移。算法层:明确把 GSPO 用于 MoE(用序列级重要性比抑制专家路由漂移)、DAPO 用于 Dense Report-RL(token 级梯度 + asymmetric clipping 解决长文生成梯度不平衡),体现了对不同模型架构与不同任务阶段的精细匹配。工程层:自研 Li-veRL 框架相对原生 veRL 实现 2.9× 加速(专家路由优化、异步轨迹生成、异步工具调用),并通过统一工具入口把工具错误率压到 0.1% 以下。这些加在一起,让约 30B 模型在多项基准上跑赢更大参数的开源乃至闭源对手。
实验结果
论文报告了三类核心实验。(1) DeepSearch 基准:MindDR-v1.5-30B-A3B 在 BrowseComp-ZH 上 45.7%(vs. Tongyi-DR-30B-A3B 43.2%、GLM-4.6 45.1%)、BrowseComp 上 42.8%(vs. Tongyi 40.7%、GLM-4.6 49.5%)、xbench-DS 上 75.0%(最高)、GAIA-DS 上 70.9%(最高),WideSearch 上 44.0%;MindDR-v1.5-32B 在 WideSearch 上 46.5% 反而最高,说明收益跨模型 backbone 可迁移而非仅单一 checkpoint 偶然。对比 GLM-4.6 / Kimi K2 / DeepSeek R1 / Qwen3-235B 等更大参数基础模型,MindDR 在四项上领先或持平;在 30B 同尺度开源 Agent 阵营中(WebDancer/WebSailor/WebShaper/MiroThinker/OpenSeeker/Tongyi)则全面占优。(2) DeepResearch 基准:MindDR-v1.5 在自家 MindDR Bench 上 RACE 总分 51.77,超过 Gemini 3.1(49.65)、Gemini 2.5 Pro(48.34)、Doubao(46.25)、Kimi(45.20)、Qwen(45.07),且在四个子维度上同时领先——Comprehensiveness 52.17、Insight 51.77、Instruction Following 50.55、Readability 52.18。引用准确率 80.25% 略低于 Gemini 2.5 Pro 的 81.86% 与 MindDR-v1.0 的 82.14%,被论文承认为优化报告质量与引用忠实性之间的 trade-off。(3) 训练阶段与效率:阶段消融显示 Search-RL 在三个 DS 基准上带来最大提升(BrowseComp +29.3、xbench-DS +24.0、BrowseComp-ZH +17.0),最终阶段只带来微小回归;效率四象限图显示 MindDR-v1.5-30B-A3B 是唯一同时落在「准确且高效」象限的模型——平均工具调用次数与平均上下文 token 都是顶级系统中最低的;在 16k–128k 上下文与 8–64 次工具调用预算下均保持领先。时态错误率 2.0%,是所有对比系统中最低(Kimi 3.2%、Qwen3 8.2%、Gemini 10.2%、Doubao 14.0%)。训练效率方面,MindDR 1.5 总训练 token 仅约 1.03B(0.18B SFT + 0.85B RL)、约 6K GPU card-hours,相对 MindDR 1.0 的 280K RFT 样本 / 3.6B tokens / 15K GPU card-hours 显著下降,但下游性能反而更强——证明收益来自设计而非堆算力。
查看结构化数据
| 任务 | 指标 | 本文 | 基线 | 提升 |
|---|---|---|---|---|
| DeepSearch: BrowseComp-ZH | 准确率 (%) | MindDR-v1.5-30B-A3B: 45.7 | Tongyi-DR-30B-A3B: 43.2;GLM-4.6: 45.1;MiroThinker-v1.5-30B-A3B: 31.9;Qwen3-235B: 31.1 | 相对同尺度最强开源对手提升 +2.5 分;相对 Qwen3-235B 提升 +14.6 分 |
| DeepSearch: BrowseComp | 准确率 (%) | MindDR-v1.5-30B-A3B: 42.8 | Tongyi-DR-30B-A3B: 40.7;MiroThinker-v1.5-30B-A3B: 30.4;WebShaper-32B: 33.5 | 相对同尺度最强对手提升 +2.1 分 |
| DeepSearch: xbench-DS | 准确率 (%) | MindDR-v1.5-30B-A3B: 75.0 | Tongyi-DR-30B-A3B: 69.0;GLM-4.6: 73.0;WebShaper-32B: 53.0 | 超越 Tongyi +6.0 分、超越 GLM-4.6 +2.0 分 |
| DeepSearch: GAIA-DS | 准确率 (%) | MindDR-v1.5-30B-A3B: 70.9 | Tongyi-DR-30B-A3B: 68.9;GLM-4.6: 52.6;Qwen3-235B: 63.1 | 超越 Tongyi +2.0 分、相对 GLM-4.6 提升 +18.3 分 |
| DeepSearch: WideSearch | 准确率 (%) | MindDR-v1.5-32B: 46.5;MindDR-v1.5-30B-A3B: 44.0 | Kimi K2: 54.4;GLM-4.6: 43.1;Tongyi-DR-30B-A3B: 41.7 | Dense 版本 46.5 在公开对比中领先开源 Agent |
| DeepResearch: MindDR Bench (RACE 综合分) | RACE 评分 (0–100) | MindDR-v1.5: 51.77 | Gemini 3.1 Pro: 49.65;Gemini 2.5 Pro: 48.34;Kimi: 45.20;Doubao: 46.25 | 相对最强闭源 Gemini 3.1 Pro 提升 +2.12 分;相对 Kimi 提升 +6.57 分 |
| DeepResearch: MindDR Bench (Comprehensiveness) | 子维度评分 | MindDR-v1.5: 52.17 | Gemini 3.1 Pro: 49.83;Doubao: 48.21 | +2.34 分 |
| DeepResearch: MindDR Bench (Insight) | 子维度评分 | MindDR-v1.5: 51.77 | Gemini 3.1 Pro: 50.75;Gemini 2.5 Pro: 46.88 | +1.02 分 |
| DeepResearch: MindDR Bench (Instruction Following) | 子维度评分 | MindDR-v1.5: 50.55 | Gemini 2.5 Pro: 49.47;Qwen: 48.34 | +1.08 分 |
| DeepResearch: MindDR Bench (Readability) | 子维度评分 | MindDR-v1.5: 52.18 | Gemini 2.5 Pro: 50.23;Qwen: 48.01 | +1.95 分 |
| DeepResearch: MindDR Bench (Citation Accuracy) | 引用准确率 | MindDR-v1.5: 80.25% | Gemini 2.5 Pro: 81.86%;MindDR-v1.0: 82.14% | 略低于最强基线约 1.6 个百分点,作者承认这是优化目标 trade-off |
| DeepResearch: MindDR Bench (时态错误率) | 错误率 (越低越好) | MindDR-v1.5: 2.0% | Kimi: 3.2%;Qwen3: 8.2%;Gemini: 10.2%;Doubao: 14.0% | 全场最低,相对 Gemini 提升约 5 倍 |
| DeepResearch Bench (公开榜) | RACE 综合分 | MindDR-v1.5: 51.77 | Gemini 2.5 Pro: 50.45;Qwen: 47.14;Kimi: 47.00 | +1.32 分(公开榜第一) |
| 训练效率(训练 token + GPU 卡时) | 总训练 token / GPU card-hours | MindDR 1.5: 约 1.03B tokens / 约 6K card-hours | MindDR 1.0: 3.6B tokens / 约 15K card-hours | token 减少约 71%、GPU 卡时减少约 60%,下游性能反而更强 |
局限与改进
作者承认的局限主要在两方面:(1) 上下文管理——渐进长度泛化策略把 128K 上下文格式正确率从 72% 提升到 94%,但面对极长程研究任务时仍不够用,需要更复杂的分层记忆、选择性压缩或自适应注意力机制。(2) 评估覆盖——RACE 框架加事实准确率仍难捕捉方法论严谨性、论证新颖性、对不确定结论的适当 hedging 这些「更深的研究质量」维度,需要更细致的人类评估协议。我自己观察到的局限至少还有三点:(a) MindDR Bench 仅 500 条且来自自家产品用户,覆盖广度有限,且只发布 RACE 维度的分数,模型具体在哪个子维度退化无法从公开材料反推;(b) PRM 用字符串匹配验证中间实体,对同义改写、缩写、跨语言术语鲁棒性差,可能导致 PRM 出现 false negative(即检索到了相关证据但未被识别为关键实体);(c) 引用准确率在 v1.5 相对 v1.0 略降(82.14% → 80.25%),说明 Report-RL 在追求 RACE 总分时对引用忠实性可能产生挤压,作者明确说这是 related but not identical 的两个目标,但未给出联合优化方案;(d) 数据合成 60% 来自知识图谱,对罕见实体、长尾知识覆盖差,作者用真实用户查询混合缓解但未量化分布漂移程度。
独立分析的弱点
独立审视,本文至少有四个明显弱点,每个都对应一条可改进方向。第一,奖励稀疏与归因仍然粗糙:尽管 PRM 用实体匹配做了步级监督,但实体集合是从 KG 中预抽取的,无法覆盖真实任务中可能需要但未被标注为「关键」的中间步骤;对实体提及的检测也只是字符串匹配,会被同义改写轻易绕过;改进方向是引入更强的过程监督——例如对每个 PRM 信号再做一次 LLM 事实校验的二次过滤,或用检索一致性分数(如多查询指向同一文档的比例)作为额外信号。第二,Report-RL 的引用奖励 $R_{\text{cite}}$ 阈值用「引用数 ≥0.7 n_ref + 有效率 ≥0.7」过于启发式,且「有效」靠相关性阈值 τ,难以保证引用真实指向断言而非周边文本;改进方向是引入细粒度的引用断言对齐(assertion-level citation matching),并把引用准确率直接作为硬奖励而非软信号。第三,引用准确率相对 v1.0 略降(82.14% → 80.25%),表明 RL 在 RACE 综合分上的优化方向不完全对齐引用忠实性——这本质是 reward hacking 风险;改进方向是把引用准确率提升到约束级而非软信号,或加一项 KL-constrained 防止与 v1.0 引用分布漂移过大。第四,消融报告(Table 4)显示 GRPO 在 MoE 上会同时压低 Search-RL 收益(BrowseComp-ZH 从 47.1% 降到 29.1%),作者切到 GSPO 才稳定——但这一选择的代价是牺牲了一定探索性(序列级重要性比天然更平滑),改进方向是探索 token-level 与 sequence-level 的混合重要性估计,或对 MoE 路由器加显式约束。
未来方向
作者明确点出的方向有两点:(1) 长上下文管理——分层记忆、选择性压缩、自适应注意力机制;(2) 评估协议扩展——更细致的人类评估协议以捕捉方法论严谨性、论证新颖性、对不确定结论的适当 hedging。基于成果自然延伸的方向至少还有四条:(a) MindDR Bench 已验证 RACE 与引用准确率、时态错误率等多维信号可以有效驱动训练,可以进一步把更多用户研究行为指标(如「信息覆盖完整度」「关键事实再现率」)纳入评估并嵌入训练奖励;(b) PRM 的实体匹配机制可以推广到多模态——把图片、表格、PDF 段落也作为可检索实体,统一进同一条 PRM 公式,让搜索 Agent 能处理多模态研究任务;(c) 三 Agent 架构目前 Planning Agent 是单实例的,规划质量存在瓶颈,可以引入 Plan-Critique 循环或 Tree-of-Thought 风格的规划器,配合 RL 优化规划本身;(d) 偏好对齐阶段用了静态自采样数据,下一步可以引入在线人类反馈(在线 DPO)或 RLHF 微迭代,把「用户研究过程满意度」变成闭环信号;(e) 把训练阶段从四阶段扩展到更多细粒度阶段,例如拆出「反思能力 RL」或「规划能力 RL」,进一步降低单一阶段的奖励耦合度。
复现评估
复现评估方面,本文做了相对克制的开源承诺——文中明确列出了 MindDR Bench 的 500 条查询来源(来自 Li Auto 内部产品 Livis 的真实用户交互),并且报告了完整的训练 token 量(约 1.03B)、GPU 卡时(约 6K card-hours)、数据合成流程(KG + LLM 翻译 + 混淆 + 过滤)、奖励公式与训练超参(采样 G=8、KL 系数 β、格式错误率阈值 2.53%、奖励权重初值与三阶段迁移阈值),理论上足以让具备千卡级 GPU 集群的实验室复现。但需要注意:(a) 论文并未承诺开源模型权重或训练代码,附录只给出了 prompt 模板而非完整训练框架;(b) 工具环境涉及内部知识库、外部搜索(Sogou/Bing/Quark)、学术搜索、网页抓取、PDF/表格处理等多个专有或商业 API,普通研究者无法 1:1 复现工具后端;(c) MindDR Bench 公开了 500 条查询但查询评估用的评分模型与人类标注过程细节未完全披露,第三方难以独立运行 MindDR Bench;(d) 基座模型用了 Qwen3-32B 与 Qwen3-30B-A3B,是阿里通义的开源模型,复现基础友好。综合来看,方法论与数据流水线可借鉴复现,但端到端 MindDR 系统的完全开源复现仍受限于模型权重与工具环境。
论文图表
Report-RL 数据格式消融:在 Qwen3-32B + SFT + Search-RL 基线上,分别用「Long Only」与「Long + Short」两种数据配方做 DAPO 训练;长+短混合在 RACE 上从 48.82 提升到 50.60,Comprehensiveness 从 49.10 涨到 51.08、Insight 从 47.68 涨到 50.96。
支撑「短格式数据补充能加强优化信号并提升泛化」论点的核心消融证据。