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ClawGym:面向 Claw 风格个人智能体的可扩展框架 ClawGym: A Scalable Framework for Building Effective Claw Agents

Fei Bai, Huatong Song, Shuang Sun, Daixuan Cheng, Yike Yang, Chuan Hao, Renyuan Li, Feng Chang, Yuan Wei, Ran Tao, Bryan Dai, Jian Yang, Wayne Xin Zhao 📅 2026-04-29 👍 54 2026-07-13 08:36
基准评测 工具调用 强化学习 数据合成 智能体训练 监督微调

构建 Claw 风格个人智能体训练数据合成、SFT/RL 训练与基准评测的端到端可扩展框架。

前置知识

Claw 风格智能体

一类直接部署在用户本地计算机环境中、可调用工具、操作本地文件系统并与 web 服务交互的自主代理系统,区别于传统聊天机器人。与 SWE-Bench 这类结构化、显式可控的智能体环不同,Claw 系统的执行细节(上下文管理、子会话)对外完全不透明,指令常常存在歧义,工作区状态也可能非预期。

本文的核心目标正是为这种'环境落地'但黑盒化的代理场景提供训练数据和评测基座,必须先理解 Claw 环境的独有挑战(长链路、不透明接口、状态依赖),才能理解为何不能直接套用 AIME 这类静态推理基准或 SWE-Bench 的训练范式。

监督微调(SFT)

在带标签的多轮对话/轨迹数据上,用交叉熵损失对预训练语言模型进行有监督微调,使模型学会按目标分布产生指定 token。本文采用了'多轮损失遮蔽'策略:仅对模型自身生成的动作(推理、决策、工具调用)计算损失,而把环境反馈、Docker 返回的观察内容遮蔽掉,避免模型去模仿确定性的执行输出。

ClawGym-Agents 的核心训练方式就是基于 24.5K 条高质量黑盒 rollout 轨迹做 SFT,Qwen3 系列基座通过该方式获得显著增益(8B 在 ClawGym-Bench 上 +43.46%)。

GRPO 强化学习

Group Relative Policy Optimization,一种基于组内归一化优势的策略梯度强化学习方法。它不需要单独训练价值函数,而是对同一 prompt 采样一组 rollout,根据组内相对回报计算优势,从而降低奖励建模成本。本文在沙盒并行的轻量级流水线上用 GRPO 做后训练,学习率 1e-6、每 prompt 8 个 rollout、训练 100 步。

本文不仅做了 SFT,还在 sandbox-parallel 流水线中用 GRPO 进一步强化两种起点(vanilla Qwen3-4B 与 SFT 后的 30A3B),用 code verifier 直接作为 outcome reward。

OpenClaw 运行时

本文面向的目标环境是一个高度封装的代理执行框架,类似 'Computer Use' 类系统。其内部执行机制不暴露给外部,智能体只能通过工具调用和文本观察与环境交互。本文通过黑盒 rollout(不修改 agent 逻辑,只插入代理层记录请求/响应)来收集真实轨迹。

训练数据来源必须与推理时的环境保持一致,否则模型学到的交互协议无法落地;理解 OpenClaw 的黑盒特性是理解为什么作者选择 black-box rollout 而不是构造外部 agent loop 的关键。

研究动机

以 OpenClaw 为代表的个人智能体框架让 AI 直接操作本地文件系统、工具与 Web 服务,能完成真实的多步任务,但现有大模型在这种环境里表现并不稳定,尤其是能力较弱的开源模型,在多步指令遵循、工具选择、错误恢复上失败率很高。Claw 任务与 AIME 这类静态文本推理、SWE-Bench/BrowseComp 这类结构化 agentic 评测有本质差异:指令往往含糊、workspace 状态非预期、工具执行可能出错、长链路跨会话依赖,这要求'workspace-grounded'的评估体系而非仅靠最终答案打分。同时现有研究要么依赖少量真实用户数据,要么只做单点训练算法,缺乏可扩展、覆盖广、可验证的训练任务来源;大规模合成又面临三道坎——任务难以覆盖个性化场景、长链路执行难以自动验证、需要逼真的 mock workspace 与任务文件。

本文的目标是本文提出 ClawGym 框架,把数据合成、智能体训练、性能评测三件事统一起来:在数据侧用 'persona-driven 自顶向下 + skill-grounded 自底向上' 双重路径合成 13.5K 个可执行 Claw 任务(ClawGym-SynData);在训练侧基于 OpenClaw 黑盒 rollout 收集 24.5K 高质量轨迹做 SFT,并在沙盒并行流水线上用 GRPO 进一步强化;在评测侧从候选池中经过难度感知过滤 + 人机协作评审得到 200 个高可信度的 ClawGym-Bench 任务。整体目标是让中小规模开源模型也能在 Claw 风格任务上逼近甚至超越闭源前沿模型。

与已有工作不同的是,与已有工作相比,ClawGym 的独特切入角度在于:(1) 双重数据合成路线互相补足——自顶向下保证用户场景多样性和真实需求覆盖,自底向上保证任务扎根于 OpenClaw 已有技能,不会出现 'agent 根本不会执行' 的虚构操作;(2) 强调 hybrid 验证——code-based 检查负责客观、可重现的产物,rubric-based 检查负责语气、清晰度等定性维度,并把 rubric 权重设为 0.3、code 设为 0.7,避免 rubric 与 code 重复打分;(3) 训练侧坚持 black-box rollout,保持与推理时一致的执行协议,并引入多轮损失遮蔽,让模型只学习 '如何行动' 而非 '模仿环境输出';(4) 评测侧引入 'rollout-based 难度校准',要求强 agent 得分 ≥ 0.2、弱 agent 得分 ≤ 0.6 且两者拉开差距,过滤掉太难或太易的样本。

核心方法

ClawGym 的整体思路可以概括为 '用合成任务驱动训练,用混合验证保证质量,用 rollout 保证分布一致'。直觉上:既然真实 Claw 任务难以大规模采集,那就用 LLM 从两个方向合成——persona 描述用户身份和场景意图保证多样性,skill 提供 agent 真实能执行的能力单元保证可执行性;既然任务难判分,就把可执行的产物用代码检查器、把定性维度用 rubric 检查器分开打分;既然训练数据必须来自真实执行流程,就在 OpenClaw 的 Docker 容器里做黑盒 rollout,把模型输入输出、工具调用、环境反馈全抓下来。技术上分三层:SynData 用 4 阶段流水线(任务生成→资源准备→验证设计→质量评估),Agents 用 SFT+GRPO 两段训练,Bench 用 rollout 难度过滤+人机评审双保险。

核心创新在于把 'environment-grounded agent' 的开发做成一条闭环流水线,并把训练数据质量控制推到工程级标准。具体而言,与已有方法相比的关键差异:(1) 双重合成不是简单堆砌——persona-driven 用 9 大类 43 子类的场景分类、7 类 26 种 atomic operations 锚定可执行范围,skill-grounded 则从 ClawHub 的 30K 原始 skill 出发,先用 LLM 做结构化标注 + synthesizability 过滤,留下 16K 可合成 skill,再以 1 个主 skill + ≤3 个 supporting skill 的方式组合任务;(2) hybrid verification 设计了反向 sanity check——把初始 workspace(不含 agent 输出)喂给 checker,如果它已经能给出非平凡分,就说明 checker 过于宽松;(3) 训练数据选择采用 reward-threshold 过滤(最佳阈值 0.5),因为 Claw 任务的 verifier 输出是连续的 [0,1] 分数,传统 best-of-N 的二值筛选不再适用;(4) 多轮损失遮蔽只对 agent 自身产生的 token 算 loss,避免模型学成 '模仿 Docker 返回值'。

方法步骤详情

完整方法步骤如下:(1) Persona-driven 任务合成:从 10 亿级 persona 池采样一个用户画像 $u$、从 9 类 43 子类场景分类采样 $c$、从 7 类 26 种原子动作中采一组 $G$,组成种子 $z=(u,c,G)$,用 prompt 模板 $\pi(z)$ 喂给 GPT-5 任务生成器 $M_{\text{task}}$,得到用户指令 $p=M_{\text{task}}(\pi(z))$;(2) Skill-grounded 任务合成:从 30K 原始 skill 出发,用 MiniMax-M2.5 做结构化标注 $\alpha_i=M_{\text{ann}}(\rho(k_i))$,按 synthesizability 过滤保留 16K;采样 1 个主 skill 与 ≤3 个 supporting skill,同样送入 GPT-5 生成指令 $p=M_{\text{task}}(\pi(k_{\text{main}},K_{\text{support}}))$;(3) 资源准备:根据指令得到资源规格 $f=\{(l_i,t_i,d_i)\}_{i=1}^m$(文件路径/类型/内容规范),用 GPT-5 生成具体 mock 文件放入 workspace;(4) 验证设计:对每个任务生成 code-based 检查点集 $C=\{c_1,...,c_m\}$(每个输出 0/1)和 rubric 规则集 $R=\{r_1,...,r_n\}$(每个评分 ∈$\{0,0.25,0.5,0.75,1\}$),最终分数 $s_{\text{task}}=\lambda s_{\text{code}}+(1-\lambda)s_{\text{rubric}}$,$\lambda=0.7$;(5) 质量评估:四维过滤——novelty 用 embedding 余弦相似度去重、plausibility 用 GPT-5.4 判断是否清晰可行、difficulty 用 GPT-5.4 估打分、对 verifier 跑 executable sanity 与 alignment 检查;(6) 黑盒 rollout:在分布式集群上为每个任务起一个 OpenClaw Docker 容器,插入代理层抓取请求/响应,用 MiniMax-M2.5 与 GLM-5.1 两个教师模型 rollout;(7) 轨迹聚合:按共享前缀重组多轮序列、去掉 cron/heartbeat 等系统提示、剔除不支持的工具调用;(8) 轨迹选择:用 reward threshold ≥0.5 过滤,得到 24.5K 条高质量轨迹,平均 13 轮、18.67K token、15.82 个工具调用;(9) 多轮 SFT:在 Qwen3-4B/8B/30B-A3B 上微调,Qwen3-8B 用 YaRN 把上下文从 32K 扩展到 64K;(10) RL:采样 2000 任务,用 GRPO 在 sandbox-parallel 环境下训练 100 步,learning rate 1e-6,每 prompt 8 rollout。

技术新颖性

技术新颖性体现在四个层面:(1) 把 agent 训练的数据合成从 '单点 prompt 工程' 升级为 '双路径协同 + 4 阶段质量控制',每一步都配专门的 LLM judge 或反例 sanity check;(2) hybrid verification 中引入 'initial-state 反向 sanity test'——这是软件测试里 mutation testing 的思想迁移,能自动识别 '过于宽松' 的检查器;(3) 多轮损失遮蔽策略(loss masking)专为黑盒 agent 轨迹设计:环境反馈虽然出现在 prompt 中,但不参与 loss 计算,保证模型学的是动作分布而非环境记忆;(4) Rollout-based 难度校准作为 benchmark 构造方法:让强/弱 agent 各自跑 4 次 rollout,按三条件(强 ≥0.2、弱 ≤0.6、强>弱)筛选,既过滤掉极端样本又确保 benchmark 有区分度。这套 'synthesis→verifier sanity→rollout→threshold→masking→RL' 流水线在 Claw 风格任务这一相对空白领域形成了完整闭环。

Overview of the ClawGym-SynData pipeline, which generates tasks from persona-driven and skill-grounded sources, prepares task resources, designs hybrid verification, filters samples through quality assessment, and constructs training and benchmark data.
Figure 1: Overview of the ClawGym-SynData pipeline, which generates tasks from persona-driven and skill-grounded sources, prepares task resources, designs hybrid verification, filters samples through quality assessment, and constructs training and benchmark data.
Task distribution of persona-driven synthesis. (a) Scenario category distribution. (b) Atomic action distribution.
Figure 2: Task distribution of persona-driven synthesis. (a) Scenario category distribution. (b) Atomic action distribution.

实验结果

核心发现分三块。第一,合成数据显著提升中小开源模型:在 ClawGym-Bench 上,ClawGym-4B/8B/30A3B 平均分 47.73/50.24/56.82,全面超过 Qwen3-8B(35.02)、Qwen3-32B(40.32)、Qwen3-30A3B(45.11)和 Qwen3-235A23B(54.48),ClawGym-30A3B 甚至反超 235B 大模型;在 PinchBench(外部基准,零样本)上,ClawGym-4B/8B/30A3B 分别拿到 76.40/75.70/86.00,相对于 Qwen3 基线分别提升 38.90%/43.46% 与 54.68%,其中 86.00 比 Claude-4.7-Opus(79.40)还高。第二,ClawGym-Bench 具备强区分度:分数梯度从 35.02(Qwen3-8B)一路排到 77.81(Claude-4.7-Opus),且各模型在不同类别强弱不同(如 Gemini-3-Flash 在 Software Dev 上 84.04 第一,Claude-4.7-Opus 在 Productivity 上 80.14 第一),表明 benchmark 不是靠单一能力取胜。第三,行为分析显示三类典型失败模式:(a) 工具使用不恰当——弱模型遇到无效通配符后虽然能 fallback 到 find,但缺乏 'discovery-inspection-computation-verification' 的流水线思维,CI artifact 审计任务只拿 0.308 分,强模型 1.000;(b) 长链路执行不稳健——弱模型在 support-ticket 自动化任务中遇到 preflight 拒绝、approval 死锁后无法收敛,最终只拿 0.067,强模型则能 reset state 重跑并验证 idempotent(1.000);(c) 细粒度指令遵循差——在 reorder-plan 任务中弱模型生成了'看起来合理'的 CSV/JSON 但违反 Quantity ≤ ReorderPoint 的过滤规则(0.429),强模型严格遵守过滤后聚合供应商订单(1.000)。此外合成策略对比实验(Table 7)显示 Mixed Synthesis 在 Qwen3-8B 和 30A3B 上均优于单一策略;训练曲线(Figure 4)显示 3 epoch(309 步)性能最佳,继续训练会过拟合;reward threshold(Figure 5)最优为 0.5,过低引入噪声、过高丢失多样性。

Category distribution of the annotated skills collected for synthesis.
Table 1: Category distribution of the annotated skills collected for synthesis.
Human-sampled quality analysis on 50 randomly sampled training tasks. Each metric is scored on a 1–5 scale.
Table 2: Human-sampled quality analysis on 50 randomly sampled training tasks. Each metric is scored on a 1–5 scale.
Interaction and tool-use statistics of selected trajectories after filtering. These trajectories are generated using both MiniMax-M2.5 and GLM-5.1.
Table 3: Interaction and tool-use statistics of selected trajectories after filtering. These trajectories are generated using both MiniMax-M2.5 and GLM-5.1.
Category distribution of ClawGym-Bench.
Table 4: Category distribution of ClawGym-Bench.
Stability analysis under repeated harness-based evaluation.
Table 5: Stability analysis under repeated harness-based evaluation.
Performance comparison of different models on ClawGym-Bench and PinchBench.
Table 6: Performance comparison of different models on ClawGym-Bench and PinchBench.
Synergy between Persona-Driven and Skill-Grounded Synthesis Strategies.
Table 7: Synergy between Persona-Driven and Skill-Grounded Synthesis Strategies.
RL training curves on ClawGym-Bench. Scores are computed using only code-based verifiers with weight 1.0, without rubric-based judgment.
Figure 3: RL training curves on ClawGym-Bench. Scores are computed using only code-based verifiers with weight 1.0, without rubric-based judgment.
Effect of training trajectory scale on SFT Model using ClawGym-SynData.
Figure 4: Effect of training trajectory scale on SFT Model using ClawGym-SynData.
Effect of trajectory filtering reward threshold on SFT Model ClawGym-SynData.
Figure 5: Effect of trajectory filtering reward threshold on SFT Model ClawGym-SynData.
查看结构化数据
任务指标本文基线提升
ClawGym-Bench(200 实例,6 类任务) Pass@1(hybrid 验证得分,0-100) ClawGym-30A3B 平均 56.82;ClawGym-8B 平均 50.24;ClawGym-4B 平均 47.73 Qwen3-30A3B 45.11;Qwen3-8B 35.02;Qwen3-235A23B 54.48 30A3B +11.71;8B +15.22;4B(相对 vanilla)+显著提升;30A3B 反超 235B +2.34
PinchBench(30 实例,外部基准) Pass@1 ClawGym-30A3B 86.00;ClawGym-8B 75.70;ClawGym-4B 76.40 Qwen3-30A3B 55.60;Qwen3-8B 54.50;Qwen3-235A23B 60.60 30A3B +30.40(+54.68%);8B +21.20(+38.90%);4B 训练后大幅跃升
ClawGym-Bench 子任务:Productivity & Collaboration(44 任务) Pass@1 ClawGym-30A3B 52.98;ClawGym-8B 49.47 Qwen3-30A3B 42.47;Qwen3-8B 37.46 30A3B +10.51;8B +12.01
ClawGym-Bench 子任务:Software Development(25 任务) Pass@1 ClawGym-30A3B 56.13;ClawGym-8B 54.78 Qwen3-30A3B 46.24;Qwen3-8B 30.69 30A3B +9.89;8B +24.09(接近翻倍)
稳定性测试(50 实例,重复 5 次) 标准差 (%) Qwen3-8B std=0.3;Qwen3-30B-A3B std=1.0 稳定,5 次重复结果几乎一致,无需多次平均
RL 后训练(GRPO, 100 steps) ClawGym-Bench 得分(code-only) Qwen3-4B vanilla 从 35.7%→? ;ClawGym-30A3B SFT 后继续 RL 达 56.7% vanilla Qwen3-4B 35.7%;SFT ClawGym-30A3B 54% RL 带来持续提升,验证 sandbox-parallel 流水线的有效性

局限与改进

作者明确承认的局限:(1) 评测主要关注 final-state 正确性,对 action-level 的安全性、效率、错误恢复轨迹级属性的评估被留作未来工作(论文 §2.1 Verification Criteria);(2) hybrid verification 中 rubric-based 检查仍依赖 LLM judge,存在主观性与可能的 LLM 偏差;(3) reward threshold 0.5 是经验调出来的,'最优阈值仍是一个经验性设计选择',未来需要更原则化的连续 verifier 分数选择方法;(4) ClawGym-Bench 只覆盖 200 个实例、6 个大类,相比 SWE-Bench 等基准在覆盖面上仍有差距;(5) RL 实验仅用 2000 任务训练 100 步,奖励信号只来自 code verifier(无过程监督),策略提升的上限未充分探索。我自己的观察:(6) Persona-driven 与 skill-grounded 都被设计成 '可自动生成',但合成质量仍依赖 GPT-5 作为生成器和 GPT-5.4 作为 judge,论文没有提供合成失败的详细错误模式分析;(7) 13.5K 任务合成后做了大量自动过滤,但没公开过滤掉的样本统计,无法判断合成效率;(8) Trajectory 过滤阈值 0.5 是在 0.4-0.9 区间扫出来的,但没有验证不同模型规模的最佳阈值是否一致;(9) RL 起点只覆盖 vanilla 4B 和 SFT 后的 30A3B 两个点,没有给出完整的 scaling 曲线。

独立分析的弱点

独立分析可改进的弱点:(1) 训练数据偏差——24.5K 轨迹全部由 MiniMax-M2.5 和 GLM-5.1 两个闭源教师生成,模型可能学到的是这两个教师的行为偏好而非 '最优 Claw 行为',改进方向是引入多教师交叉验证或人类示范;(2) Black-box rollout 成本高——每个任务都需要完整 Docker 环境跑完整交互,平均 13 轮 18.67K token,13.5K 任务规模意味着数万 GPU 小时,改进方向是用小型代理或仿真环境做预训练,仅在关键任务上做真实 rollout;(3) Reward 噪声——continuous verifier 分数 0.5 阈值过于简单,可能过滤掉 '执行路径正确但产物小瑕疵' 的高质量轨迹,改进方向是 process reward model 或步骤级 verifier;(4) Benchmark 规模有限——200 实例在 '评估稳定性好'(std ≤1%)的同时,意味着覆盖度可能不足,跨过拟合风险,改进方向是扩大 benchmark 同时保持 difficulty-aware 过滤;(5) Hybrid verification 的 rubric 与 code 权重固定 0.7/0.3,但不同任务最合适的比例可能不同,改进方向是让 verifier 自己学权重或按任务类别动态调整;(6) SFT 数据没显式包含 '错误恢复' 示范,模型可能只在成功轨迹上训练,改进方向是构造 contrastive pair(成功路径 vs 失败恢复路径)。

未来方向

作者提出的未来方向:(1) 更原则化的连续 verifier 分数选择方法,替代经验阈值;(2) 扩展评估维度到 action-level 安全性、效率、错误恢复等轨迹级属性;(3) 更深入的 RL 探索,包括更大规模任务、过程奖励模型等。基于成果可延伸的方向:(4) 把 dual-route synthesis 推广到其它 agentic 环境(如代码沙箱、数据库操作),验证框架的通用性;(5) 把 persona-driven 的 1 billion persona 池作为可控生成的研究底座,研究 persona 偏差对模型行为的影响;(6) ClawGym-Bench 的 6 类任务可作为 '能力分维度评测' 的标准,研究模型在不同能力维度(如长链路稳健性 vs 细粒度指令遵循)的 trade-off;(7) SFT + RL 的两阶段训练可与 self-play 或 curriculum learning 结合,从简单到复杂任务递进;(8) 利用 rubric-based 检查器的可解释性,反向指导数据合成:哪些 rubric 维度经常被打低分,就在合成时多生成对应任务。

复现评估

复现评估:作者在摘要和 §3 末尾明确说明资源已发布到 https://github.com/ClawGym,包含代码、数据集、模型权重应该是公开的;但当前(2026-04)arXiv 时间戳 v3 处于早期阶段,仓库内容完备程度待核验。训练侧:合成 13.5K 任务涉及多次 GPT-5 调用(任务生成、资源生成、验证生成)和 GPT-5.4(judge)调用,单次实验 API 成本较高;rollout 阶段在分布式集群上跑 24.5K 任务 + 教师模型推理 + Docker 容器调度,算力门槛不低(粗估至少数十张 A100/H100 级别)。算法侧:SFT 部分(Qwen3-4B/8B/30B-A3B + YaRN 64K + 多轮损失遮蔽)实现细节清晰,RL 部分 GRPO 超参数(lr=1e-6, batch=8, rollout=8, step=100, temp=0.7)也明示,整体复现难度中等偏上——数据合成管线是主要瓶颈。评测侧:ClawGym-Bench 200 实例 + 稳定性验证脚本相对容易跑,但需要完整 OpenClaw 运行环境。总体而言,论文对方法、参数、消融都有详细说明,复现主要卡在算力和 GPT-5/5.4 API 访问权限。