Work2Skill:从人类 GUI 操作经验中归纳可复用的智能体技能 Work2Skill: Capturing Human GUI Experience for Reusable Agent Skill Induction
对齐人类演示的多模态证据并按需探索,归纳可复用技能,四模型两基准全面领先
前置知识
Computer-Use Agent(计算机操作智能体)
通过截图观察屏幕,以点击、拖拽、滚动、键盘输入等 GUI 动作操作真实桌面或网页环境的 LLM 智能体,代表工作有 UI-TARS、OpenCUA、Agent S2 等。它们通常在 OSWorld 等基准的虚拟机中循环执行「观察→决策→动作」。
本文的最终目标就是让这类智能体利用从人类演示归纳出的技能完成桌面任务,全部下游实验都在 GUI 智能体执行框架中进行。
Accessibility Tree(AX 树 / 可访问性树)
操作系统与应用向辅助功能接口暴露的界面结构化描述,包含每个控件的名称、角色(按钮/菜单项/组合框)、边界坐标等语义信息;Linux 上通过 AT-SPI 获取。它把「点击了坐标 (x,y)」升级为「点击了名为 Search 的按钮」。
WorkRecorder 用 AX 元数据消解动作语义歧义,是本文证据体系区别于纯视觉解析的关键模态;消融实验显示去掉 UI 标注会使 Score 下降 5.02 分。
技能归纳(Skill Induction)与 Agent Skills 格式
从轨迹或演示中提炼可复用的程序性知识——工作流规则、步骤依赖、完成检查——并以参数化文本(本文用 SKILL.md 加 YAML frontmatter 的 Agent Skills 惯例)形式保存,供智能体在新任务中作为指导直接使用,而非逐帧重放演示。
把人类演示变成这种技能正是本文的核心目标,理解 SKILL.md 的结构与「过程与实例分离」的写作原则是读懂方法部分的前提。
主动证据获取(Active Evidence Acquisition)
源自 agentic video understanding 的思路:智能体根据当前未解决的疑问,自主选择查看哪些视频片段、图片或文件,而不是一次性载入全部内容或按固定流水线处理,从而在长录像下缓解上下文压力并减少信息遗漏。
本文归纳方法的核心机制就是它;RQ4 中与规定固定阶段的 Pipeline Prompt 对比(85.27 vs 81.30)直接验证了该设计的价值。
OSWorld 与 MyPCBench 基准
两个桌面任务评测基准:OSWorld-Verified 提供 286 个跨应用真实计算机任务,用官方任务评估器对最终环境状态打分,支持部分得分;MyPCBench Bounded Action 覆盖 64 个带个人上下文的办公工作流,按 rubric 条目给部分分,全对才计成功。
本文数据集与评估完全建立在这两个基准的任务和官方评估器之上,论文报告的 Score 与 SR 定义均来自它们的评分协议。
研究动机
计算机操作智能体(computer-use agent)在 GUI grounding 和规划上的进步使其能完成越来越复杂的桌面任务,但面对不熟悉的软件和依赖用户或组织特有流程知识的任务仍然吃力。典型例子:「帮我提交报销」这句话并没有说明该用哪个内部门户、要附哪些发票、提交前应检查什么——这类程序性知识不在用户请求里,智能体无法凭空推断。要从人类演示中学习,现有解析方法又有三层具体缺陷:其一,动作坐标只揭示操作发生在哪里,不揭示目标控件的含义,ShowUI-Aloha 靠全屏帧加目标裁剪、Demo2Tutorial 靠前后截图来解读动作,缺少可访问性树(AX)证据时只能依赖视觉 grounding 猜测语义,选取的帧还会漏掉瞬态界面状态和中间操作;其二,各代表性研究使用不同的演示、任务集和执行协议,实验结果混淆了归纳方法本身的差异与源数据、评估条件的差异,无法公平比较;其三,代表性流水线把动作解析与流程抽象的顺序写死,把证据检查耦合到预定义阶段,一次性载入长录像造成上下文压力,而固定抽帧又可能遗漏后续才需要的细节。
本文的目标是本文要构建一个端到端框架 Work2Skill,把人类 GUI 操作经验捕获并转化为可复用的智能体技能,具体分解为三件事。第一,建造 WorkRecorder 采集基础设施:把屏幕录像、鼠标键盘事件与可获得的 AX 信息在统一时间轴上对齐,让每条记录的动作都同时带有视觉上下文和结构化控件语义,使归纳智能体能准确解读操作。第二,用 WorkRecorder 构建 WorkDemo-350——首个面向技能归纳的同步多模态人类桌面演示数据集,包含 350 条经完整性与任务成功筛查的演示,覆盖 64 个 MyPCBench Bounded Action 任务和固定 286 个 OSWorld-Verified 任务,总计约 8.48 小时,作为公共归纳资源与受控评测基础。第三,提出一个按需检视证据、边写边改的智能体技能归纳方法,产出包含工作流规则、步骤依赖与完成检查的技能文件;再用统一文本引导接口在 4 个执行模型、2 个基准上验证:技能是否提升演示任务表现(RQ1)、能否复用于改需求的新任务实例(RQ2)、能否跨执行模型迁移(RQ3)、证据模态与提示设计如何影响效用(RQ4)。
与已有工作不同的是,本文的独特切入体现在三个层面。动作语义层面:不再依赖纯视觉解析,而是让采集器同时记录可获得的目标元素名称、角色与边界(Linux 上由 AT-SPI 点查询与邻近事件提供),使一次点击既能看到屏幕上下文,也能读到「push button - Calendar」这样的结构化语义,两者互补消歧。方法学层面:首次为桌面 GUI 技能归纳提供「同源演示 + 同一官方评估器 + 同一执行条件」的受控比较协议——所有文本引导方法用相同的 包装注入执行器提示,只变引导内容,从而把归纳方法本身隔离为唯一变量,并开源 WorkDemo-350 作为公共资源。归纳机制层面:借鉴 agentic video understanding 的主动证据获取,让检查与写作在同一对话中交替进行,草稿暴露出缺失约束或未验证转换后可回到源证据复核修订,而不必一次性载入整段录像;与之配套的是一份详细 authoring policy,要求把演示特有输入泛化为任务相关描述、保留选择规则/计算/依赖/停止条件/可见完成检查,归纳时不执行技能、也不用下游结果做反馈。这种「简洁提示 + 严格策略 + 按需探索」与固定阶段流水线形成鲜明对照。
核心方法
直觉上,这就像同事看你的录屏学流程:他不会一口气看完,而是反复暂停查看可疑之处,最后写成一册可独立执行的操作手册。技术上分三步走。第一步采集:WorkRecorder 是一个 macOS 原生录制应用,用 ScreenCaptureKit 录制选定屏幕区域并以 H.264 编码视频,用 CoreGraphics 事件钩子捕获鼠标键盘活动并聚合成语义动作;远程 Linux 任务时,Mac 端录屏,目标环境内的 AT-SPI 采集器经 SSH 隧道接入本地服务,按坐标点查询返回候选控件的名称、角色与边界。所有输入事件与视觉观察被映射到统一的视频相对时间轴。第二步打包:每条演示导出为一个 evidence episode 目录,含 task.json(任务指令与元数据)、episode.json(清单与计数)、trace/actions.jsonl(时序动作记录,附时间戳、字幕与目标信息)、keylog.jsonl、video.mp4、summary.md 与 evidence/ 证据图片及其索引。第三步归纳与执行:NexAU 工具调用智能体在隔离的输入/输出根目录内,用 list_directory、glob、read_file、read_visual_evidence(单次 1–20 张带源路径标签的图片)、get_video_metadata、watch_video、extract_video_frames 等工具按需探索证据,写出 SKILL.md 技能;下游执行时技能全文经 包装附加到执行器系统提示末尾,执行器只见任务指令与技能,不接触源录像。
核心创新有三点,每点都和已有方法有本质区别。第一,证据对齐:每条记录的动作都链接到关键帧、视频时间点和可获得的 AX 目标语义(例如动作字幕「Left Click push button - Calendar」),归纳智能体可以用结构化 UI 语义消解视觉歧义——这与 ShowUI-Aloha(全屏帧+裁剪)和 Demo2Tutorial(前后截图)的纯视觉路线根本不同,RQ4 消融证明去掉 UI 标注或 KeyLogs 会分别损失 5.02 分 Score 和 21.88 个百分点 SR。第二,主动按需检视:系统提示只规定边界(不许找评分文件)、任务优先、必须看有代表性的初始/关键/最终状态图、采样视频前必须先读元数据这几条硬约束,探索顺序与详略完全由智能体根据疑问自行决定;对比基线 Pipeline Prompt 则规定了「读任务→盘点→看图→采样视频→写作→自检→定稿」的固定路线,实验显示自定节奏更优(Score +3.97、SR +6.25pp)。第三,泛化与保真并存的 authoring policy:skill-creator 策略强制把日期、姓名、ID 等实例值参数化为任务输入,但绝对不许抽象掉公式、阈值、数量、顺序约束、可见验证等正确性关键信息;证据不足时必须写成可观察的条件检查或显式局限,禁止虚构隐藏成功标准。技能归纳期间不执行技能、不使用下游评估反馈,保证评测纯粹衡量归纳本身的能力。
方法步骤详情
完整流程如下。步骤一(采集配置):演示者按任务指令在基准官方环境中操作;录制器以动作触发关键帧——点击、拖拽释放、滚动结束、热键、窗口/标签切换、达到 8 字符的打字里程碑等都会触发候选帧,结果帧在稳定窗口内自适应捕获(要求连续两次稳定采样),默认帧间隔下限 500ms、每动作最多 2 张结果帧、每会话 64 帧预算。远程 Linux 的点查询候选按「激活窗口 > 命名交互控件 > 其他命名节点 > 更深节点 > 更小面积」排序;导出时以触发时间戳关联动作,2.5 秒内最近动作回退,缺失目标可在 3 秒窗口内由邻近可访问性事件回填;主机时钟差超过 2 秒拒绝录制。步骤二(对齐与打包):各录制段以首帧为单调时间戳锚点,暂停/恢复边界计入偏移;导出为 episode 目录结构(见 evidence schema),动作记录含 sequence_index、action_id、kind、media_time_ms、caption、target_label 等字段。步骤三(筛查):先剔除无法有效演示的不可行任务,再人工复核任务成功与录制完整性,丢弃遗漏关键操作或终态错误的演示,最终保留 350 条(MyPCBench 平均每条 119.11 秒、32.23 个动作、24.20 张证据图;OSWorld 平均 80.04 秒、34.57 个动作、23.91 张图)。步骤四(归纳):智能体加载 skill-creator 策略→读 task.json→list_directory/glob 盘点→read_visual_evidence 批量看代表图→有疑问时 get_video_metadata 后用 watch_video/extract_video_frames 定点采样→write_file 写 SKILL.md→回读修订→finalize_extraction 校验(要求读过 task.json、每个技能写后有读、视频采样前读过元数据);案例中 GPT-5.5 用 30 次工具调用、检视 22 张图片、对 156.47 秒视频两次采样完成一条技能。步骤五(下游执行):技能全文作为 块追加到执行器系统提示,执行器依据技能与当前观察选择 GUI 动作,直到终止或 100 步上限。
技术新颖性
技术新颖性可从四个维度评估。数据层面:WorkDemo-350 是首个面向可复用技能归纳的同步多模态人类桌面演示数据集——先前工作或靠智能体自交互学技能(SkillWeaver),或蒸馏自己的执行轨迹,移动端有 LearnGUI/LearnGUI 基准,但桌面端缺乏对齐 AX 证据的人类演示公共资源;OpenAI 的 Record & Replay 与 Claude 的 Record a skill 是产品功能而非可研究的开放数据。机制层面:把 agentic video understanding 的主动证据获取正式引入技能归纳,并用严格消融量化每种模态的贡献(去索引图片 −10.63 Score、去 KeyLogs −21.88pp SR、纯文本 79.09、纯视频 75.81,均显著低于全证据 85.27),这类「证据价值」的系统测量在此前演示学习文献中是缺失的。提示工程层面:用「简洁系统提示 + 详细 authoring policy」替代规定阶段的流水线提示,Pipeline Prompt 对比(81.30 vs 85.27)支持了一个有意思的假设——预定义探索路线可能反而收窄模型考虑的证据范围。工程层面:技能遵循 Agent Skills 惯例(SKILL.md + YAML frontmatter),经共享文本接口注入任意执行器,与原生 agent pipeline 完全解耦,这使得跨模型迁移实验(归纳模型与执行模型分离)在方法学上干净可行。finalize_extraction 的结构校验(写后必读、元数据先于采样)则提供了可审计的运行时证据链。
实验结果
RQ1(Table 2):在共享执行设置下,Work2Skill 在两个基准、四个执行模型(GPT-5.5、Opus-4.8、Qwen3.5-35B-A3B、Qwen3.5-9B)上全部取得最高 Score 与 SR。MyPCBench(64 任务)上相对 No Skill 平均 Score 提升 4.67–10.54 分、SR 提升 6.25–25.00 个百分点:GPT-5.5 从 74.73/23.44% 提到 85.27/48.44%,Opus-4.8 从 81.53/42.19% 提到 86.20/50.00%,弱模型 Qwen3.5-9B 从 24.27/6.25% 提到 34.11/12.50%;相对更强的演示基线(Aloha 与 D2T 中较高者)Score 仍领先 3.95–7.79 分。OSWorld-286 子集上 Score 提升 3.11–7.50、SR 提升 1.40–7.69pp(GPT-5.5:81.97/78.67% vs 74.47/70.98%)。效率结论更细致:Work2Skill 对 Opus-4.8 和两个 Qwen 的执行步数更少,但 GPT-5.5 反而更多(47.38 vs 40.89 步);归纳 token 也不总是低于基线(GPT-5.5 在 MyPC 上 334.52k)。RQ2(Table 3,Jitter 泛化):在 64 个改动实体/参数/约束的配对变体上(如把 AVP–JFK 周五晚左侧座位改成 AVP–PHL 周二早右侧座位),Score 提升 3.93–8.64、SR 提升 6.25–9.38pp,执行步数减少 2.49–5.44,证明技能无需重新归纳即可复用。RQ3(Figure 4,跨模型迁移):GPT-5.5 归纳的技能给 Qwen3.5-9B 执行仍带来 +12.39 分(36.66 vs 24.27),反向迁移 +1.08(75.81 vs 74.73),四种组合均超过对应 No Skill,但强归纳弥补不了弱执行器的差距。RQ4(Figure 5):全证据 85.27/48.44%(31 任务满分);去掉索引图片 Score −10.63、去掉 UI 标注 −5.02、去掉 KeyLogs SR −21.88pp;UI-grounded 纯文本 79.09/37.50%、纯视频 75.81/28.13%;Work2Skill 提示比 Pipeline Prompt 高 3.97 分 Score、6.25pp SR,步数 47.38 vs 48.98,代价是归纳 token +12.7%。案例研究(Figure 6/Table 11):TableFind 预订主餐厅+考察三家备选+收藏前二+刷新持久性检查的八项 rubric 任务中,Aloha 与 D2T 均为 55/100(R3/R4/R5/R7 失败),Work2Skill 全部通过得 100/100。
查看结构化数据
| 任务 | 指标 | 本文 | 基线 | 提升 |
|---|---|---|---|---|
| MyPCBench Bounded Action(64 任务,GPT-5.5 执行) | Score / SR(平均评估分 0–100 / 满分成功率) | 85.27 / 48.44% | No Skill:74.73 / 23.44% | +10.54 分 Score,+25.00pp SR |
| MyPCBench Bounded Action(Opus-4.8 执行) | Score / SR | 86.20 / 50.00% | No Skill:81.53 / 42.19% | +4.67 分 Score,+7.81pp SR |
| OSWorld-Verified 286 任务子集(GPT-5.5 执行) | Score / SR | 81.97 / 78.67% | No Skill:74.47 / 70.98% | +7.50 分 Score,+7.69pp SR |
| OSWorld-Verified 286 任务子集(Qwen3.5-9B 执行) | Score / SR | 33.41 / 32.52% | No Skill:27.48 / 26.92% | +5.93 分 Score,+5.60pp SR |
| MyPCBench Jitter(64 个改需求变体,GPT-5.5 执行) | Score / SR | 81.75 / 46.88% | No Skill:73.45 / 37.50% | +8.30 分 Score,+9.38pp SR |
| 证据消融(GPT-5.5,MyPCBench 64 任务) | Score(Full Evidence 为参照) | Full Evidence:85.27 | w/o Indexed Images:74.64;w/o UI Annotations:80.25;w/o KeyLogs:78.03 | 各模态贡献 5.02–10.63 分;去 KeyLogs 使 SR 从 48.44% 降至 26.56% |
| 归纳提示对比(同证据同策略,GPT-5.5) | Score / SR / 执行步数 | Work2Skill 提示:85.27 / 48.44% / 47.38 步 | Pipeline Prompt:81.30 / 42.19% / 48.98 步 | +3.97 分 Score,+6.25pp SR,步数 −1.6(归纳 token +12.7%) |
| 案例研究:TableFind 预订+备选+收藏+持久性检查(8 项 rubric) | 评估得分 | 100/100(八项全过) | ShowUI-Aloha:55/100;Demo2Tutorial:55/100 | +45 分;基线均漏掉备选考察(R3/R4)、收藏前二(R5)与刷新持久性检查(R7) |
局限与改进
作者明确承认的局限包括:其一,OSWorld 结果只适用于其筛选出的 286 任务子集,不能与全量排行榜数字直接比较;其二,AX 证据的可用性依赖应用的辅助功能支持与采集配置,AX 快照未必反映动作时刻的确切状态,目标元素关联靠启发式时间容差(2.5 秒最近动作回退、3 秒事件回填窗口),关键帧策略参数(500ms 间隔、每动作 2 帧、每会话 64 帧)都只是实现默认值而非验证过的最优设置;其三,效率收益不一致——GPT-5.5 执行步数反而更多,归纳 token 也不总是低于基线;其四,finalize_extraction 只校验输出结构与工具调用顺序,不保证技能语义正确或任务成功;其五,归纳期间不执行技能、不使用下游反馈,技能质量完全取决于一次性的证据检视。我自己的观察则更进一步:350 条演示与 64+286 个任务的规模偏小,且技能就在演示任务及其近邻变体(Jitter)上评估,「训练-评测同源」,跨应用、跨领域的泛化未受检验;技能按任务一一对应并全文注入上下文,缺少技能库检索、组合与冲突消解机制,规模化时上下文成本会成为瓶颈;基线是文本适配版(Aloha 只保留 caption.action、D2T 去图去链),可能低估原方法在各自原生管线中的表现;每任务仅一条演示,无法利用多演示交叉验证剔除演示者个人习惯与误操作;归纳与执行均依赖闭源商用模型,成本与长期可复现性存疑。
独立分析的弱点
弱点一:数据规模与多样性不足。350 条演示全部来自两个公开基准的固定任务,而论文动机恰恰强调「企业内部软件、个人工作流」这类长尾场景,真实组织特有的报销门户、CRM、ERP 流程完全没有覆盖。改进方向:把 WorkRecorder 开放为众包采集工具,配合自动质量筛查(任务成功自检、录制完整性校验)扩展到数千条、覆盖垂直行业软件,并建立隐私脱敏流程。弱点二:一任务一技能、全文注入。当前把任务匹配的 SKILL.md 全文塞进执行器上下文,任务数增长后 token 成本线性上涨且技能间可能冲突。改进方向:建立带向量检索的技能库,执行时按任务语义选择性加载(类似 MMSkills 的选择性检视思想),并研究多技能协作时的参数传递与优先级。弱点三:无执行反馈闭环。技能写完即冻结,执行失败不会反哺修订。改进方向:结合 CUADebug 式的失败诊断,在执行后定位是技能缺陷还是执行器缺陷,自动发起针对性修订,形成「归纳→执行→诊断→进化」闭环。弱点四:AX 可得性是硬前提。macOS 与 Windows 上大量自绘 UI、游戏、Electron 应用的辅助功能支持残缺,论文也承认快照可能滞后于动作时刻。改进方向:研究视觉-AX 融合的不确定性估计,让智能体在语义缺失时主动标注证据可信度并要求更仔细的视频复核。弱点五:评估粒度粗糙。MyPCBench 只有 64 任务,SR 每个任务 1.56pp,小差异难以显著;可扩充任务数量或采用更细粒度的加权评分。
未来方向
作者在结论中隐含的方向是把框架推广到更多平台与更广迁移场景。基于本文成果可以延伸的具体方向包括:一、在线技能进化:把「执行失败→轨迹诊断→技能修订」做成自动循环,与 SkillRL、AutoSkill 等自进化技能工作对接,让技能库随使用持续改进。二、层级化技能组合:当前每个技能对应一个连贯能力,复杂任务需要多技能编排,可研究技能间的输入输出契约、参数传递协议与冲突消解规则。三、多演示归纳:同一任务收集多条人类演示,对比提炼稳定不变式、剔除个人习惯与误操作,甚至量化演示者间一致性作为技能置信度。四、把 WorkRecorder 的「动作-AX-视频」对齐管线复用为训练数据引擎:对齐的人类演示可直接用于 GUI 智能体的行为克隆或强化学习,而不只是文本技能归纳。五、跨用户技能共享:研究组织级技能库的隐私脱敏、权限与个性化适配(同一流程在不同公司的字段差异)。六、平台扩展:把采集器移植到 Windows(UIA)与移动端(与 LearnGUI 移动基准对接),验证跨平台证据 schema 的通用性。七、技能正确性验证器:在沙箱中以低成本试执行技能做预检,弥补 finalize_extraction 只查结构不查语义的缺口。
复现评估
开源情况良好:代码与数据在 https://github.com/china-qijizhifeng/Work2Skill,WorkDemo-350 数据集约 8.48 小时视频加动作轨迹与证据图片,WorkRecorder 的架构、采集策略、目标匹配规则、时间对齐细节在附录 A–B 有非常具体的描述(ScreenCaptureKit/H.264、CoreGraphics 事件钩子、AT-SPI 两秒周期采样、六层四百节点上限、500ms 帧间隔等实现默认值全部给出),归纳与执行的完整提示词、skill-creator 策略全文、Pipeline Prompt 基线、10 个工具的接口定义、286 个 OSWorld 任务 ID 列表也都在附录公开,透明度很高。复现门槛评估为中等偏高:最大的人力成本是需要人类演示者按筛查标准重新录制约 350 条演示(论文未说明是否随代码发布全部原始 episode);算力方面,归纳与执行主要依赖 GPT-5.5、Opus-4.8 的 API(推理 effort=high、温度 0、200k 上下文、归纳 100 迭代/执行 100 步上限),按附录 G 的工具调用统计(每任务 12.94–25.08 次调用、每任务归纳 token 约 13 万–37 万),4 个模型 × 2 个基准 × 4 种方法 × 350 任务的全网格评测 API 开销不小;Qwen3.5-35B-A3B 与 9B 可本地部署但需多卡;此外还需搭建 OSWorld 官方 QEMU 环境和 MyPCBench 环境来跑官方评估器。对只想验证核心结论的用户,建议从 64 任务 MyPCBench 子集与单一模型开始,预算可控。
论文图表
框架总览图:左侧 WorkRecorder 捕获人类 GUI 经验,中间产出 WorkDemo-350(350 条精选演示),右侧智能体技能归纳把演示转化为可复用技能供下游执行。
一图读懂论文三组件的关系与数据流,是理解整个工作的入口。
GPT-5.5 与 Qwen3.5-9B 的 2×2 交叉矩阵:GPT-5.5 归纳+GPT-5.5 执行 85.27(+10.54)/SR 48.44%(+25.00);GPT-5.5 归纳+Qwen 执行 36.66(+12.39)/14.06%(+7.81);Qwen 归纳+GPT 执行 75.81(+1.08)/39.06%(+15.62);Qwen 归纳+Qwen 执行 34.11(+6.25)/12.50%(+6.25)。
直接回答 RQ3:技能可跨模型迁移且 GPT 归纳的技能质量更高,但执行器强弱仍由执行模型决定。