研究提案 已修订

环境数不等于监督数:轨迹自举环境语料的谱系感知有效覆盖估计

把轨迹重建环境语料从产物集合升级为带祖先标注的产物集合,用可执行女巫检验估计有效监督单元数,并让合成与回放预算按边际覆盖分配

数据工程 Agent 强化学习 环境合成 谱系溯源 有效样本量 GRPO 终端智能体 数据选择

背景与动机

终端智能体的训练数据单位正从轨迹换成环境。Terminal-Universe(arXiv:2609.04148)把轨迹里记录的文件操作反向重放,恢复出智能体改动之前的局部工作区,再由一个补全智能体补齐缺失文件与依赖。终端侧 38,294 个重建环境的任务充分率,纯确定性重放只有 40.2%,补全智能体抬到 93.5%;SWE 侧 1,900 个仓库上为 20.1% → 77.1%。合计筛出 37,273 个任务充分环境。在终端池上,验证器过滤后的 Single-WS、Cross-WS、Multi-Round 三条合成轴共产生 31,977 条演示(25,386 / 3,512 / 3,079),约 1.42B token。Qwen3.5-27B 在其上微调,Terminal-Bench 2.1 单轮提升 11.9 分,EvoCode-Bench v2 MT@4 多轮提升 13.8 分。

环境取代轨迹的理由站得住:一条轨迹只展示一次既定路径,一个环境可以被重新提问、重新跑验证器、反复取反馈。这个理由的隐含前提是——每个环境各自贡献一份此前没有被计入的监督信息。语料的统计口径记的却是另一件事。37,273 是产物个数,不是独立监督单元数。

两条缩放轴按设计制造共享谱系。Cross-WS 先给每个工作区画像,用 TF–IDF 在同语言组内检索邻近候选,由 LLM 标出方向性依赖边,每对只出一道题;Multi-Round 把某个工作区上的首轮查询延伸成多轮会话。落到语料上:3,079 条 Multi-Round 演示与同一工作区上的兄弟任务共享全部环境祖先,3,512 条 Cross-WS 演示建立在被刻意选为相似的一对工作区之上。两项合计 6,591 条,占 31,977 条的 20.6%。这个数还是下限,它只统计了显式相关轴,没有统计 Single-WS 内部由同源仓库带来的重叠。

作者自己在局限里点明了分布上界:重建工作区的领域、语言与工具链分布「根本上受所采集源轨迹的覆盖度约束」。上界被写出来,却没有对应的账目。

这里需要先划掉一个容易被误判的空白。Terminal-Universe 并不是完全没有测过扩张轴的边际价值——§6.6 已经做过一项等预算消融(Table 10):从共同的 17,558 个环境基池出发,分别沿”加环境""每环境加一道题""每题加一条教师解”三个方向把语料翻倍到约 35k 条,在 Terminal-Bench 2.1 上比较(Table 10 的指标列名为 Terminus2-XML,是评测用的 agent 脚手架,与 §6.4 的 Table 7 同列同名、量级一致,故判定为同一指标口径)。结果是环境扩张从 53.2 提到 56.0,而查询扩张与解法扩张只到 53.8 与 53.9。

这条消融是本提案最直接的先行证据,也划定了缺口的确切形状:已有的测量是下游的、事后的、与策略绑定的(要训完模型、跑完 Terminal-Bench 才知道),它回答不了”训练前就该知道该往哪条轴投算力”这个问题,而且它只覆盖了 Single-WS 内部的查询/解法两条轴,没有覆盖 Cross-WS 与 Multi-Round 这两条显式相关轴。

这个替代手段不够用,Epistemic Sybil Resistance(arXiv:2609.01873)给出了定量答案。它把「另一份报告不等于另一次观测」形式化为:报告 Z 相对报告集 R 是认识论女巫扩展,当且仅当 I(Θ; Z | R) = 0,并证明只看报告的聚合器无法区分复制与独立佐证。关键证据来自那项受控操纵——把表征相似度与证据祖先分离之后,表征相似度的操纵让报告空间去重机制的推断簇数变化 1.425(95% CI [1.363, 1.485]),真实祖先的四倍变化只让它变化 0.040(95% CI [−0.045, 0.120]),与零不可区分。固定一个证据根、报告份数从 1 增到 32,朴素后验覆盖率从 0.940 塌到 0.263。

这份账目并非做不出来——DRACO(arXiv:2609.04094)就做出来了,只是做在奖励侧。它在 outcome-blind 设定下每步动态生成 rubric,并统计了 99 个训练步、96 条 rollout 上出现的全部准则:6,245 条不同准则、60,119 次判定,其中 84.4% 只为一个任务写过、承载 57.2% 的判定,跨十个以上任务共享的只有 18 条。这就是一张合成监督池的祖先直方图。它存在的原因是准则在训练环内每步重新生成,谱系天然可观测。Terminal-Universe 的环境产物离线一次性生成,谱系信息在生成时都在,随后被丢掉,只剩仓库级去重键。

缺口落在一个可测的量上:从 M 条源轨迹经合成轴扩张出 N 个任务(N ≥ M),其中有多少个在给定其余任务之后仍带来新的监督信息?Terminal-Universe 报了 N,也报了等预算下按轴区分的边际任务分,但那份读数是训完模型才拿得到的下游量,且未覆盖两条显式相关轴;M 与 N 之间的祖先关系则完全没有被记账。DRACO 报了奖励侧的祖先直方图,环境侧没有对应物;Epistemic Sybil 证明表面去重测不出它。

核心思路

提出 LACE(Lineage-Aware Coverage Estimation,谱系感知覆盖估计)。它不做去重,做核算:把合成语料从「产物集合」升级为「带祖先标注的产物集合」,在这个结构上定义一个实值覆盖泛函,并让合成预算与 rollout 预算都按它的边际量分配。

第一个构件是谱系图 G。节点分四类:源轨迹、重建工作区、合成任务、验证器;边带语义标签,区分「由…重建」「在…上延伸」「由…配对生成」。Terminal-Universe 的四个 re-querying 变体在图上的形状是确定的:Single-WS 任务入度为 1,Cross-WS 任务入度为 2(TF–IDF 近邻对),Multi-Round 任务与它的首轮兄弟共享同一个工作区父节点。建图不需要新的模型调用,全部是已有流水线在生成时就知道、但没有落盘的记账。

第二个构件是女巫检验。直接挪用 Epistemic Sybil 的定义,换成可执行的操作化版本:任务 z 相对任务集 R 为女巫扩展,理想判据是 I(Θ; z | R) = 0;在可执行环境里用探针策略组 Π 上的条件通过率逼近——若 P(pass_π(z) | pass_π(R)) 与 P(pass_π(z)) 在 Π 上无显著差异,z 相对 R 冗余。这条检验不调用裁判模型,跑的是环境自带的验证器,这正是可执行语料相对纯文本语料的结构优势。

第三个构件是边际覆盖分配。语料选择写成在谱系图上最大化 F(S) = Σ_k w_k · 1[S 覆盖祖先类 k] 的预算约束问题。F 单调子模时贪心解有 (1−1/e) 保证。

与现有做法的区别在口径,不在算法。仓库级去重是一把二元过滤器,判据是表面键是否相同,输出是删掉哪些;LACE 是一个实值泛函,判据是给定其余产物后还剩多少信息,输出是每个产物的边际权重。同一个 Cross-WS 对,在去重视角下是两条合法产物,在 LACE 视角下是 1 + ε 条,ε 由女巫检验测出,不由键相等推定。

技术路线

第 1 步,谱系标注与图构建。 在重建、Single-WS、Cross-WS、Multi-Round 四个阶段各加一层写盘,记录源轨迹 ID、工作区 ID、合成变体、配对工作区 ID、补全智能体写入的文件清单、验证器 ID。其中补全清单尤其要记:93.5% 的充分率里有 53.3 个百分点来自补全智能体(93.5 − 40.2,为本文按 Table 2 两列相减所得,原文未直接给出此差值),这部分工作区内容从未出现在源轨迹中,是当前完全无标注的产物来源。产出是 31,977 个任务节点上的祖先集 A(t) 与补全占比 c(t)。

第 2 步,探针面板与女巫检验。 取 3–5 个不同能力档的开源策略作探针组 Π,在任务全集上各跑一次得到通过矩阵。对每个任务 z 与随机抽样的参考集 R(|R| ∈ {8, 32, 128}),在 Π 上做条件独立性的两点检验。探针之间的相关性要控制:Epistemic Sybil 测到同源基模会引入相关抽取误差(γ_cal = 0.719,样本外估计),面板内策略若共享基模,须用它的相关误差聚合器修正后再判。

第 3 步,有效单元数曲线。 按祖先类聚合女巫检验结果,拟合 N_eff(N) 曲线,报三个数:整体 N_eff/N、按合成变体分层的比值、曲线拐点对应的 N。预期形状是分层的,Single-WS 层接近线性,Cross-WS 与 Multi-Round 层次线性。

第 4 步,边际覆盖分配。 用第 3 步的权重替换现有的「五选一随机采样」,改为贪心最大化边际覆盖。子模性在这里不是白拿的:两个 Cross-WS 任务各自覆盖的祖先类有重叠时,重叠部分不满足收益递减,贪心保证失效。处理方式是把 F 重新定义在祖先类的多重集上并用凹函数压平,凹化后子模性恢复,代价是丢掉 (1−1/e) 常数,改为按经验上界报。

第 5 步,接入回放侧。 Headroom-Drift Replay(arXiv:2609.03941)把回放拆成两个决定:Headroom 按剩余学习价值给缓冲组排序,Drift 按与当前策略的兼容度设闸。它的 Headroom 是组级量,不看组与组之间是否同源。加一条祖先惩罚项,组优先级改为 Ĥ(g) − η · log(1 + n_anc(g)),n_anc(g) 是该组 prompt 的祖先类已被回放的次数。η = 0 时结构严格退化为 Headroom-Drift 原协议,「η = 0 却测到增益」就此成为噪声或 bug 的自检项。

四条技术挑战。其一,女巫检验的开销随 |Π| × 任务数线性增长,3 万级任务配 5 个探针是一笔实打实的算力,需要用分层抽样把检验压到每层 5% 再外推。其二,冗余是策略相对的:对 π_A 冗余的任务对 π_B 未必冗余,N_eff 就成了(语料, 探针组)的二元函数,而非语料的固有属性,报告时必须连探针组一并给出。其三,补全智能体写入的工作区内容没有可追溯的祖先,它不是源轨迹的后代,也不是凭空生成,需要单设一类「合成祖先」节点并单独统计占比。其四,Cross-WS 有一条硬约束:任何工作区都不得出现在两个配对里(原文 C.3 的配对规则为 “a rule that no workspace appears in two pairs”,即每个工作区至多属于一个配对)。谱系感知分配要在不违反该规则的前提下重排配对,约束下的贪心需要重写。

预期成果

定量目标三条。一是在 Terminal-Universe 规模的重建语料上给出首份 N_eff/N 报告,含按合成变体分层的比值与 N_eff(N) 拐点位置。二是用 LACE 选出的 60% 子集做 SFT,在 Terminal-Bench 2.1 与 EvoCode-Bench v2 MT@4 上达到全量语料 ±1 分以内的成绩,省下的 40% 环境交互预算换成交互轮数或验证器复核。三是在 DRACO 的设定上复现它的准则祖先直方图,并把「静态 arm 在训练最后四分之一有十分之九的 rollout 关掉了信用分配」这个统计量按祖先深度分层,检验关断率与谱系共享度是否单调相关。

可证伪的预测两条,都以本提案假设的形式给出,不是所引论文的结论。

第一条(须先声明:现有数据不支持它,甚至反向)。 预测 Cross-WS 层与 Multi-Round 层的 N_eff/N 低于 Single-WS 层,理由是 Cross-WS 的候选来自 TF–IDF 近邻检索、Multi-Round 与兄弟任务共享同一工作区父节点。

反向证据有两处,都来自原文自己的消融。§6.4:在 Single-WS 的 25.4k 条之上叠加 3.5k 条 Cross-WS,Terminal-Bench 2.1 从 56.4 升到 58.4——每千条记录换约 0.57 分;而 §6.6 里再加一批独立环境是 17.6k 条换 2.8 分,每千条约 0.16 分。§6.5:叠加 3.1k 条 Multi-Round 后,EvoCode-Bench v2 的 MT@4 从 18.4 升到 21.0、Case 从 71.9 升到 76.9,同样不是”共享祖先所以没用”的形状。

也就是说,“共享祖先 ⇒ 边际监督少”这个机制只在 Single-WS 内部的查询扩张轴(§6.6 的 +0.6)上被观测到,在两条显式相关轴上没有被观测到。第 3 步报出的分层 N_eff/N 因此有三种可能结局,实验设计要预先区分:① 三层比值确有差异,方向如本预测;② 无差异,退回纯语料记账;③ Cross-WS / Multi-Round 的比值反而更高——那说明这两条轴带来的不是重复的环境祖先,而是新的任务结构(跨仓库依赖、跨轮次修正),谱系共享与监督冗余在此不成立,LACE 的适用范围应收缩到 Single-WS 内部的重复查询与同源仓库重叠。

第二条。 祖先惩罚项 η 在 [0, 1] 上扫描的最优值非零。若最优落在 η = 0,说明 Headroom 排序选出的组在祖先维度上本就分散,回放放大冗余这一假设不成立,第 5 步整段删除。

定性影响落在口径上。环境缩放做的这件事,是把轨迹的存量换成环境的增量,收益取决于增量里有多少是真增量。LACE 给不出更大的语料,给出的是「这条扩张轴每投一倍算力换回多少新监督」的读数,以及一个能在扩张轴之间做取舍的分母。

局限性与失效模式

  1. N_eff 可能是一个不与任何下游量相关的数。 女巫检验用”条件通过率是否变化”逼近条件互信息,这是一个纯行为学的判据,不含任务语义。最可能的失效形态是:Cross-WS 层被判为高度冗余(两个工作区的探针通过模式确实高度相关),但下游分数照涨——因为冗余的那部分恰好是被反复练习才学会的技能。判定办法:N_eff/N 必须与该层在 §6.6 式等预算消融中的实测边际分做秩相关,相关不成立则 LACE 只配做记账,不配做预算分配。

  2. 谱系图覆盖不到一半的产物。 补全智能体把 terminal 池的充分率从 40.2% 抬到 93.5%,即 53.3 个百分点的工作区内容从未出现在源轨迹中。这部分没有祖先,只能单设”合成祖先”节点。若合成祖先类占比过高,谱系图上挂着的多数节点其实是孤儿,F(S) 的覆盖泛函退化成产物计数,LACE 退回它要取代的东西。第 1 步必须先报合成祖先的占比,再决定要不要继续。

  3. 配对约束可能让分配没有可操作空间。 Cross-WS 受”每工作区至多一个配对”与依赖边双重限制,可重排的配对集合远小于名义上的组合数。若约束下的可行解只有个位数,第 4 步的贪心优化就是空转,此时应改为在生成阶段而非选择阶段介入(改 TF–IDF 检索的近邻阈值)。

  4. 通过矩阵本身带噪。 Terminal-Universe 同一教师在 Cross-WS 任务上的 pass@1 只有 49.2%(Single-WS 为 72.3%),即近一半任务在教师层面就是失败的。女巫检验要在这些任务上估计”给定 R 通过时 z 通过”的条件概率,罕见事件上的条件概率估计方差极大。分层抽样压到每层 5% 后,这个方差会进一步放大,第 2 步需要配合置信区间上报,不能只报点估计。

  5. 探针组若共享基模,检验测到的是基模偏差而非谱系冗余。 Epistemic Sybil 实测同源基模的相关抽取误差 γ_cal = 0.719。若探针组的 3–5 个策略全部是同一基模的不同微调版本,条件通过率的相关性主要来自基模,女巫检验会系统性高估冗余。相关误差聚合器是必需的,不是可选的。

  6. 冗余是策略相对的,因此 N_eff 不是语料的固有属性。 同一个任务对 π_A 冗余、对 π_B 未必。所有 N_eff 报告都必须连探针组一并给出,跨探针组比较 N_eff 是没有意义的。这条同时意味着:LACE 选出的 60% 子集只对训练时用的那个策略族最优,换策略族要重跑。

相关工作

  1. Terminal-Universe(arXiv:2609.04148,Qwen Team, Alibaba Group / Tsinghua University,14 位作者):把轨迹反向重放为可执行终端环境,37,273 个任务充分环境、31,977 条合成演示,Qwen3.5-27B 上 +11.9 / +13.8。它点明分布受源轨迹覆盖度约束,去重做到仓库级。LACE 的谱系图直接建在它的四个 re-querying 变体之上。
  2. DRACO(arXiv:2609.04094,CMU / IBM Research,4 位作者):outcome-blind 下每步动态生成 rubric,把轨迹优势按准则判定重分配到步。它的 6,245 条准则、84.4% 单任务准则统计是奖励侧的祖先直方图,也是 LACE 想在环境侧复现的模板。
  3. Epistemic Sybil Resistance(arXiv:2609.01873,Marc Bara,Universitat Oberta de Catalunya(UOC),23 页 13 图):形式化 I(Θ; Z | R) = 0 的女巫扩展,给出表面去重对真实祖先近乎失明的定量证据(0.040 对 1.425)。LACE 的女巫检验是它在可执行环境上的操作化版本。
  4. Headroom-Drift Replay(arXiv:2609.03941,Hyun Bin Park、Du-Seong Chang,Sogang University,COLM 2026,51 页 25 图 17 表):组级回放控制原语,Headroom 排序、Drift 设闸,不改 on-policy 新鲜流。LACE 第 5 步以 η = 0 严格退化到它。
  5. ARISE-RL(arXiv:2609.01058,Alibaba ATH Token Foundry / Hema, Alibaba Group,16 位作者):任务/准则生成器与求解器经 rubric 媒介共同演化,生成器因产出对齐求解器能力边界的 intermediate-difficulty 任务而受奖。它把合成池的调控交给难度对齐,未做祖先记账;LACE 提供的正是这一层。