Ein KI-Agentenschwarm ist eine Gruppe von Agenten der künstlichen Intelligenz (KI), die zusammenarbeiten, um eine Aufgabe zu erfüllen. Anstatt sich bei der Erledigung aller Aufgaben auf einen einzigen KI-Agenten zu verlassen, kann ein Schwarm die Arbeit auf mehrere Agenten aufteilen. Jeder Agent konzentriert sich auf eine bestimmte Rolle, Fähigkeit oder einen bestimmten Teil der Arbeit.
KI-Agentenschwärme werden als eine Art Multi-Agentensystem betrachtet. Anstatt mehrere Agenten im selben System zu haben, betont der Begriff „Schwarm“ jedoch häufig die Zusammenarbeit zwischen mehreren, relativ autonomen Agenten. Der Name ist teilweise von Systemen in der Natur wie Insektenkolonien inspiriert, in denen viele Individuen zusammenarbeiten, um komplexe Aufgaben zu erledigen.
Die entscheidende Idee ist die Koordination. Ein Schwarm braucht eine Möglichkeit, um festzustellen, welche Arbeit zu erledigen ist, diese Arbeit zuzuweisen und die Ergebnisse zusammenzuführen. Je nach Design kann die Koordination von einem zentralen Orchestrator, einer Hierarchie von Agenten oder dezentraleren Interaktionen erfolgen.
Zum Beispiel könnte ein Agent ein Projekt planen, während andere Agenten einzelne Aufgaben übernehmen. Ein separater Agent könnte die Arbeit überprüfen, bevor ein anderer Agent die Ergebnisse zusammenfasst. Agenten können nacheinander oder parallel arbeiten. Sie können außerdem Informationen teilen, Aufgaben delegieren und auf die Arbeit anderer Agenten reagieren. Streng dezentralisierte Schwärme basieren primär auf lokalen Interaktionen und gemeinsamen Signalen anstatt auf einer zentralen Steuerung.
Agentenschwärme können nützlich sein, wenn eine Aufgabe verschiedene Teile enthält, die delegiert werden können, oder wenn verschiedene Agenten ergänzende Funktionen beisteuern können. Die Hinzunahme weiterer Agenten führt jedoch nicht automatisch zu einem besseren System. Mehrere Agenten sorgen für mehr Koordination, Kommunikation und Ressourcenverbrauch. Der Wert eines Schwarms hängt also davon ab, ob diese zusätzlichen Funktionen die zusätzliche Komplexität rechtfertigen.
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KI-Agentenschwärme können die Art und Weise verändern, wie eine Organisation KI-gestützte Arbeit strukturiert und verwaltet. Anstatt sich auf einen einzelnen KI-Assistenten zu verlassen, der einen gesamten Prozess abwickelt, können Unternehmen Teile eines Workflows auf mehrere Agenten verteilen. Unternehmen können diese Workflows auch in bestehende Geschäftsprozesse und Anwendungen einbetten. Die Umsetzung kann beeinflussen, wie die Arbeit zugeteilt wird, wie Aufgaben durch einen Prozess laufen und wie viel menschliche Zusammenarbeit erforderlich ist.
Eine mögliche Auswirkung ist der Umfang KI-gestützter Operationen. Wenn eine Aufgabe in unabhängige Teilaufgaben unterteilt werden kann, können mehrere Agenten gleichzeitig arbeiten, anstatt dass eine Agentenschleife jeden Teil nacheinander verarbeiten muss.
Ein Schwarm kann eine größere Workload auf mehrere Agenten verteilen, wodurch unabhängige Aufgaben gleichzeitig ausgeführt werden können. Diese Koordination kann bei komplexen oder hochvolumigen Arbeitsabläufen nützlich sein.
Schwärme können auch die Organisation spezialisierter Arbeiten verändern. Verschiedene Agenten können je nach ihren Funktionen Forschung, Analysen oder Überprüfungen durchführen. So kann ein KI-Workflow in Rollen mit unterschiedlichen Aufgaben unterteilt werden, anstatt darauf angewiesen zu sein, dass ein Agent jeden Teil des Prozesses erledigt.
Die Auswirkungen sind nicht immer positiv. Mehr Agenten erzeugen mehr bewegliche Teile. Unternehmen müssen kontrollieren, wie Agenten kommunizieren, wie Arbeit verteilt wird und was passiert, wenn Agenten widersprüchliche Ergebnisse erzielen. Der Betrieb mehrerer Agenten kann auch die Kosten erhöhen, insbesondere wenn Agenten häufig miteinander interagieren.
Schwärme können auch die Rolle von Personen innerhalb eines KI-fähigen Workflows verändern. Die Mitarbeiter könnten mehr Zeit damit verbringen, KI-Ziele zu definieren, Ergebnisse zu überprüfen und Ausnahmen zu verwalten, anstatt die einzelnen Aufgaben direkt zu erledigen. Diese Verlagerung von Verantwortlichkeiten kann die menschliche Arbeit in einigen Prozessen verringern und gleichzeitig einen Bedarf an mehr Aufsicht und Management schaffen.
Diese Veränderungen wirken sich darauf aus, wie Organisationen Arbeitsabläufe strukturieren, Ressourcen zuweisen und Menschen in KI-gestützte Arbeit einbeziehen. Diese Effekte müssen bei der Beurteilung, ob ein Schwarm für eine bestimmte Aufgabe geeignet ist, unbedingt berücksichtigt werden.
Sowohl KI-Agentenschwärme als auch Multiagentensysteme beinhalten mehrere KI-Agenten, die innerhalb desselben Systems zusammenarbeiten. Die Begriffe werden manchmal synonym verwendet, aber Multi-Agentensystem ist im Allgemeinen der umfassendere Begriff.
Der Unterschied ist nicht immer klar. Ein System mit mehreren unabhängigen Agenten kann ein Multiagentensystem sein, ohne als Schwarm zu funktionieren, während ein Schwarm auf verschiedene Arten organisiert sein kann. In der Praxis überschneiden sich die Begriffe oft, wobei „Schwarm“ den Schwerpunkt eher auf die koordinierte Aktivität der Agenten legt.
Ein KI-Agentenschwarm organisiert die Arbeit so, dass mehrere Agenten zu einem gemeinsamen Ziel beitragen können. Der genaue Ablauf hängt von der Ausgestaltung des Schwarms ab, doch bei den meisten Systemen müssen vier Fragen geklärt werden:
Stellen Sie sich ein Unternehmen vor, das einen neuen Markt erforschen möchte. In einem Schwarm könnte ein Agent den Forschungsplan ausarbeiten, mehrere Agenten könnten parallel verschiedene Aspekte des Marktes untersuchen und ein weiterer Agent könnte deren Ergebnisse überprüfen und zusammenführen. Diese Vorgehensweise ermöglicht es, verschiedene Teile der Forschung gleichzeitig durchzuführen und jedem Mitarbeiter einen klar definierten Verantwortungsbereich zuzuweisen.
Der Schwarm muss zunächst das Gesamtziel in kleinere Aufgaben unterteilen. Ein Planungsagent könnte dies explizit tun, oder die Aufgaben könnten im Voraus als Teil des Workflows definiert werden.
Die Arbeitsteilung hängt vom jeweiligen Problem ab. Manche Aufgaben können unabhängig voneinander erledigt und an mehrere Bearbeiter gleichzeitig gesendet werden. Andere Aufgaben hängen von früheren Ergebnissen ab und müssen in der Reihenfolge erfolgen. Ein Forschungsagent muss beispielsweise seine Forschung abschließen, bevor ein anderer Agent die Ergebnisse analysieren kann.
Agenten können auch spezialisierte Aufgaben übernehmen. Ein Agent konzentriert sich möglicherweise auf die Informationssammlung, während ein anderer Daten analysiert oder die Qualität der Arbeit überprüft. Ein System-Prompt kann die Anweisungen oder das Verhalten eines Agenten definieren, während seine Tools und andere Funktionen bestimmen, welche Arbeit der Agent ausführen kann. Durch Spezialisierung kann der Schwarm Aufgaben entsprechend den Anweisungen, Werkzeugen oder Funktionen eines Agenten zuweisen.
Sobald die Arbeit aufgeteilt ist, benötigen Agenten Zugang zu den Informationen, die zur Erfüllung ihrer Aufgaben erforderlich sind. Diese Informationen können auf unterschiedliche Weise zwischen Agenten übertragen werden.
Agenten könnten sich gegenseitig direkt Nachrichten senden. Sie können auch Funktionsaufrufe nutzen, um Werkzeuge oder externe Systeme einzusetzen und die resultierenden Informationen in den Workflow zu leiten. Ein gemeinsam genutzter Arbeitsbereich oder Arbeitsspeicher kann mehreren Agenten den Zugriff auf dieselben Informationen ermöglichen.
Agenten können auch Dateien, Forschungsergebnisse, Code oder andere Ausgaben weitergeben, wenn eine Aufgabe zur nächsten führt. Abfragesysteme können Agenten zudem mit externem Kontext aus Quellen wie Dokumenten, Datenbanken oder vernetzten Wissensdatenbanken versorgen. Ansätze wie die Vektorsuche und Graph-RAG können relevante Informationen auf unterschiedliche Weise abrufen, je nachdem, wie die zugrunde liegenden Daten strukturiert sind.
Die Menge der geteilten Informationen ist wichtig. Wenn jedem Agenten die gesamte Historie einer Aufgabe zur Verfügung gestellt wird, kann dies sein Kontextfenster beanspruchen und die Menge der vom System zu verarbeitenden Informationen erhöhen. Wenn einem Agenten zu wenig Kontext gegeben wird, kann dies zu unvollständiger oder inkonsistenter Arbeit führen. Schwarm-Designs benötigen eine Möglichkeit, Agenten die benötigten Informationen bereitzustellen, ohne unnötigen Aufwand zu verursachen.
Kommunikation allein macht einen Schwarm nicht effektiv. Das System muss auch koordinieren, was als Nächstes geschieht.
Eine zentrale Agenten- oder Agenten-Orchestrierungsschicht könnte Aufgaben zuweisen, den Fortschritt überwachen und entscheiden, wann die Ergebnisse zusammengeführt werden können. In größeren Systemen kann Observability Teams dabei helfen, Agentenaktivitäten, Tool-Calls, Übergaben und Ergebnisse zu verfolgen. In anderen Designs können Agenten ihre nächsten Aktionen auf der Grundlage von Nachrichten, geteiltem Status oder den Ergebnissen anderer Agenten bestimmen.
Die Koordination kann auch die Überprüfung der Arbeit umfassen. Ein Agent könnte die Ausgabe eines anderen Agenten überprüfen, bevor sie Teil des Ergebnisses wird, oder ein Workflow könnte die Genehmigung durch einen Menschen erfordern, bevor ein Agent aktiv wird. Wenn die Arbeit unvollständig ist, kann der Schwarm die Aufgabe für einen weiteren Versuch zurückschicken oder sie einem anderen Agenten zuweisen.
Der letzte Schritt besteht darin, die einzelnen Ausgaben zusammenzuführen. Ein System könnte die Ausgaben in einem Abschlussbericht zusammenfassen, während ein anderes System die Ausgaben automatisch kombiniert. Das Ziel besteht darin, viele einzelne Arbeitsergebnisse zu einem Ergebnis zusammenzufassen, das der ursprünglichen Aufgabe gerecht wird.
Ein Agentenschwarm ist nicht einfach eine Sammlung von KI-Agenten. Es ist ein koordinierter Prozess, bei dem die Arbeit aufgeteilt wird, Informationen zwischen den Akteuren ausgetauscht werden und individuelle Ergebnisse zu einem gemeinsamen Ziel beitragen. Die Art und Weise, wie diese Aktivitäten organisiert sind, bestimmt das Verhalten des Schwarms und welche Aufgaben er bewältigen kann.
Die Architektur eines KI-Agentenschwarms variiert je nach Aufgabe, den Beziehungen zwischen den Aufgaben und dem erforderlichen Koordinationsgrad. Diese Wahlmöglichkeiten sind Teil einer umfassenderen Multi-Agenten-Architektur, wobei einige Muster beschreiben, wie Arbeit ausgeführt wird, und andere beschreiben, wie Agenten organisiert sind oder wie sie zusammenarbeiten und Entscheidungen treffen. Diese Muster können auch innerhalb desselben Schwarms kombiniert werden.
Frameworks können diese Muster auf unterschiedliche Weise implementieren und kombinieren. Das OpenAI Agents SDK bietet Tools für die Erstellung von Agenten, die Verwaltung von Übergaben und die Koordination von Workflows mit mehreren Agenten. AutoGen stellt Komponenten zur Erstellung und Koordination von Multi-Agenten-Anwendungen bereit. LangChain bietet Werkzeuge zum Aufbau von Anwendungen rund um Sprachmodelle und Agenten, einschließlich Multi-Agenten-Workflows. Diese Rahmenwerke verwenden unterschiedliche Ansätze, sodass die von ihnen unterstützten Muster keine universelle Architektur-Taxonomie darstellen.
Diese Muster schließen sich nicht gegenseitig aus. Ein Schwarm könnte eine hierarchische Koordinationsstruktur nutzen, um Aufgaben zuzuweisen, unabhängige Aufgaben parallel auszuführen und Prüfungen durchzuführen, bevor Ergebnisse erzielt werden. Die Architektur und die Ausführungsmuster sollten daher als Designentscheidungen verstanden werden, die je nach Anforderungen des Workflows kombiniert werden können.
KI-Agentenschwärme können Vorteile bieten, wenn ein Workflow von der Koordination mehrerer KI-Agenten profitiert. Der Wert hängt weniger von der Anzahl der beteiligten Agenten ab, sondern mehr davon, wie effektiv ihre Funktionen kombiniert werden. Je nach Anwendungsfall können Schwärme die Geschwindigkeit, Kapazität, Flexibilität oder die Qualität der Ausgaben verbessern. Für manche Workflows kann ein einzelner Agent die einfachere und effektivere Lösung sein.
Agentenschwärme können auf verschiedene Weisen versagen, da die Arbeit zwischen den Agenten hin und her wandert. Ein Agent könnte ein falsches oder unvollständiges Ergebnis liefern. Ein anderer Agent könnte auf diesem Ergebnis aufbauen, oder andere Agenten könnten widersprüchliche Schlussfolgerungen treffen.
Probleme entstehen auch dann, wenn Agenten den falschen Kontext erhalten, Informationen zwischen den Schritten verlieren oder unbeabsichtigte Aktionen ausführen. Diese Fehler können die Behebung und Kontrolle des Schwarmverhaltens erschweren.
Ein Schwarm von KI-Agenten kann dann nützlich sein, wenn die Aufteilung einer Aufgabe auf mehrere Agenten einen klaren Vorteil gegenüber der Bearbeitung durch einen einzelnen Agenten oder einen anderen Ansatz bietet. Für eine komplexere Implementierung kann ein Proof of Concept (POC) helfen zu bestimmen, ob die Vorteile die zusätzliche Koordination, Ressourcen und Komplexität rechtfertigen, bevor ein Schwarm breiter eingesetzt wird. Ziehen Sie unter folgenden Bedingungen einen Agentenschwarm in Erwägung:
Ein Schwarm ist möglicherweise nicht geeignet, wenn die Aufgabe einfach ist, jeder Schritt stark vom vorherigen abhängt oder wenn die zusätzliche Koordination mehrerer Agenten wenig Nutzen bringt. In solchen Situationen kann ein einzelner Agent oder ein herkömmlicher automatisierter Workflow einfacher, leichter zu steuern und kostengünstiger im Betrieb sein.
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