Table-as-Search: Formulate Long-Horizon Agentic Information Seeking as Table Completion
تقدم هذه الورقة البحثية إطار "الجدول كبحث" (TaS)، وهو إطار هيكلي يعيد صياغة البحث عن المعلومات طويل الأمد كمسألة إكمال جدول للحفاظ على تماسك البحث وتتبع الحالة، مما يوحد استراتيجيات البحث المتنوعة ويتفوق بشكل كبير على النماذج المرجعية الحالية في المتانة والكفاءة.
المؤلفون الأصليون:Tian Lan, Felix Henry, Bin Zhu, Qianghuai Jia, Junyang Ren, Qihang Pu, Haijun Li, Longyue Wang, Zhao Xu, Weihua Luo
إليك شرح لورقة "Table-as-Search" (الجدول كأداة بحث) باستخدام لغة بسيطة وتشبيهات من الحياة اليومية.
المشكلة: المساعد الذي "يضيع في المنتصف"
تخيل أنك وظفت مساعد باحث ذكي جداً ولكنه ينسى قليلاً (وكيل ذكاء اصطناعي) للبحث عن معلومات محددة على الإنترنت. سألته سؤالاً معقداً، مثل: "ابحث لي عن 30 متجراً لمستلزمات الحيوانات الأليفة في أمريكا الشمالية حققت نمواً بنسبة تزيد عن 50% العام الماضي، واحصل على رقم هاتف مدير المبيعات لديهم."
تحاول مساعدات الذكاء الاصطناي الحالية القيام بذلك عبر كتابة "قصة" طويلة ومتصلة في عقلها. تفكر: "سأبحث عن المتجر (أ)، ثم المتجر (ب)، ثم أتحقق من نسبة نموهما..." ومع تعمقها في البحث، تصبح هذه "القصة الذهنية" ضخمة جداً. في النهاية، يصاب المساعد بالارتباك؛ ينسى بداية القصة، ويفقد تتبع المتاجر التي فحصها بالفعل، أو يتشتت بسبب حجم الملاحظات الهائل. في الورقة البحثية، يُسمى هذا "الضياع في المنتصف" (Lost in the Middle). قد يجدون المتاجر الصحيحة لكنهم ينسون الحصول على أرقام الهواتف، أو قد يبتكرون (يهلوسون) حقائق من خيالهم لأن "ذاكرتهم" أصبحت مزدحمة للغاية.
الحل: إطار عمل "الجدول كأداة بحث" (TaS)
يقترح المؤلفون طريقة جديدة لتنظيم هذا العمل. بدلاً من كتابة قصة طويلة وفوضوية، يحولون مهمة البحث إلى ملء جدول بيانات (Spreadsheet).
فكر في الأمر كالتالي:
الطريقة القديمة: محاولة تذكر قائمة تسوق أثناء السير في مستودع ضخم، على أمل ألا تنسى الحليب أو البيض.
الطريقة الجديدة (TaS): لديك لوحة كتابة (Clipboard) بها شبكة مربعات. في كل مرة تجد فيها منتجاً، تكتبه في مربع محدد. إذا كان المربع فارغاً، فأنت تعرف بالضبط ما الذي لا تزال بحاجة للعثور عليه.
كيف يعمل: الأدوار الثلاثة
يستخدم النظام فريقاً من وكلاء الذكاء الاصطناعي الذين يعملون معاً حول جدول البيانات الرقمي هذا:
المخطط (المدير): ينظر هذا الوكيل إلى سؤال المستخدم ويقوم بإعداد جدول البيانات. يقرر الأعمدة المطلوبة (مثل: "اسم المتجر"، "نسبة النمو"، "رقم الهاتف"). ينظر إلى المربعات الفارغة ويقول: "حسناً، نحتاج للعثور على 30 متجراً لملء هذه الصفوف".
الوكلاء الفرعيون (العمال): هذه هي محركات البحث. يرسل المدير العمال للبحث عن المرشحين.
توسيع الصفوف (Row Expansion): إذا لم يكن الجدول يحتوي على متاجر كافية بعد، يخرج العمال للبحث عن متاجر جديدة لإضافتها كصفوف جديدة.
ملء الخلايا (Cell Population): إذا تم العثور على متجر ولكن خانة "رقم الهاتف" فارغة، يذهب العمال خصيصاً للبحث عن هذه المعلومة المحددة وملء تلك الخانة بعينها.
قاعدة البيانات الخارجية (خزانة الملفات): بدلاً من محاولة الاحتفاظ بجميع نتائج البحث في الذاكرة قصيرة المدى للذكاء الاصطناعي (وهي محدودة)، يعيش جدول البيانات في قاعدة بيانات خارجية. ينظر الذكاء الاصطناعي فقط إلى أجزاء الجدول التي يحتاجها في اللحظة الحالية. هذا يحافظ على "عقل" الذكاء الاصطناعي صافياً للتفكير، وليس مجرد تخزين البيانات.
ما الذي اختبروه؟
اختبرت الورقة هذه الطريقة على ثلاثة أنواع من مهام البحث الصعبة:
البحث العميق (Deep Search): العثيد على إبرة واحدة محددة في كومة قش (مثال: "ابحث عن المغني الوحيد الذي تنطبق عليه 5 معايير محددة").
البحث الواسع (Wide Search): العثيد على كومة ضخمة من الإبر (مثال: "اذكر كل الفائزين بجائزة ما بين عامي 2005 و2015").
البحث العميق والواسع (DeepWide Search): وهو الأصعب. العثيد على كومة ضخمة من الإبر و التحقق من أن كل واحدة منها تستوفي قواعد صارمة (مثال: "ابحث عن 30 متجراً يستوفون 5 قواعد محددة وَ احصل على رقم هاتف كل منهم").
النتائج: لماذا هي أفضل؟
تزعم الورقة أن نظام TaS أفضل بكثير من الطرق الحالية المتطورة (مثل طريقة "ReAct" القياسية المستخدمة من قبل العديد من شركات الذكاء الاصطناعي الكبرى).
لا يضيع: لأن الجدول يتتبع بدقة ما تم إنجازه وما هو مفقود، لا ينسى الذكاء الاصطناعي خطته أبداً، حتى في عمليات البحث الطويلة جداً.
أكثر كفاءة: وجد إجابات أفضل باستخدام محاولات بحث أقل من المنافسين. لم يحتج إلى استخدام القوة الغاشمة (Brute-force)، بل كان دقيقاً.
يعمل مع "أدمغة" أصغر: للمفاجأة، استطاع نموذج ذكاء اصطناعي أصغر وأرخص باستخدام طريقة "الجدول" هذه أن يتفوق على نموذج أكبر وأغلى بكثير يستخدم طريقة "القصة" القديمة. لقد ساعد الهيكل التنظيمي النموذج الأصغر على تقديم أداء يفوق قدراته الحقيقية.
مرن: يمكن لـ "المدير" استبدال "العمال". إذا كان لديك أداة متخصصة للعثور على أرقام الهواتف، يمكنك توصيلها دون كسر النظام بأكمله.
باختصار
تجادل الورقة بأنه عندما تذهب وكلاء الذكاء الاصطناعي في رحلات بحث طويلة ومعقدة عبر الإنترنت، لا ينبغي لهم الاعتماد على تدفق عشوائي للأفكار. بدلاً من ذلك، يجب عليهم استخدام جدول منظم للحفاظ على تنظيم ملاحظاتهم. هذا التغيير البسيط يمنعهم من الارتباك، ويساعدهم على إيجاد إجابات أكثر دقة، ويسمح لهم بإنجاز المزيد باستخدام قدرة حوسبية أقل.
ملخص تقني: الجدول كأداة بحث (Table-as-Search - TaS)
1. تعريف المشكلة
تواجه أنظمة البحث عن المعلومات (InfoSeeking) الوكيلة الحالية، لا سيما تلك التي تعتمد على النماذج اللغوية الكبيرة (LLMs)، تحديات كبيرة في الاستكشاف طويل المدى (long-horizon exploration). تدار النماذج التقليدية مثل ReAct حالات البحث (إجراءات التخطيط ونتائج البحث الضخمة) ضمن سياق نصي عادي واحد غير مهيكل. هذا النهج يتسم بهشاشة متأصلة في المهام المعقدة، مما يؤدي إلى:
ظاهرة "الضياع في المنتصف" (Lost in the Middle): مع توسع أفق التفاعل، تتضاءل كثافة المعلومات ذات الصلة، مما يتسبب في فقدان الوكلاء لمسارات التخطيط وسجل البحث.
فقدان دقة الحالة (State Fidelity Loss): تؤدي عملية تتبع آلاف نتائج البحث وخطوات التخطيط المقابلة لها في مسار نصي واحد إلى حدوث هلوسات شديدة وانتشار للأخطاء.
عدم الكفاءة في السيناريوهات المعقدة: يواجه الوكلاء صعوبة في القيام باستخراج المعلومات وتتبع الحالة في آن واحد ضمن تمريرة أمامية واحدة، خاصة في المهام التي تتطلب كلًا من التجميع الواسع والتحقق العميق.
تحدد الورقة فجوة في التعامل مع ثلاثة نماذج متميزة للبحث عن المعلومات في وقت واحد: البحث العميق (تصفية دقيقة للأهداف)، البحث الواسع (تجميع واسع للمعلومات)، والبحث العميق-الواسع (الاستكشاف الواسع والتحقق العميق في آن واحد).
2. المنهجية: الجدول كأداة بحث (TaS)
لمعالجة هذه القيود، قدم المؤلفون إطار عمل الجدول كأداة بحث (TaS)، وهو إطار تخطيط مهيكل يعيد صياغة البحث عن المعلومات كمسألة إكمال جدول (Table Completion).
البنية الأساسية
المخطط المهيكل (Structured Schema): بدلاً من توليد النصوص الحرة، يقوم TaS برسم استعلام المستخدم q إلى مخطط مهيكل S=⟨K,C,I⟩، حيث تمثل K المرشحين الرئيسيين، وC القيود، وI المعلومات المطلوبة.
قاعدة بيانات خارجية: يحافظ الإطار على جدول مهيكل في قاعدة بيانات خارجية (مثل MongoDB). تمثل الصفوف الكيانات المرشحة، وتمثل الأعمدة السمات أو القيود.
الخلايا المملوءة: تسجل بدقة تاريخ البحث والنتائج.
الخلايا الفارغة: تعمل كخطة بحث معلقة وصريحة.
التفريغ (Offloading): يتم تفريغ نتائج البحث الضخمة إلى قاعدة بيانات خارجية، مما يحافظ على نافذة السياق المحدودة للوكيل من أجل التفكير المعقد بدلاً من مجرد التخزين السلبي للمعلومات.
التنسيق متعدد الوكلاء (Multi-Agent Orchestration)
يتم تنفيذ TaS عبر نظام متعدد الوكلاء يتمحور حول قاعدة بيانات مشتركة، وينفذ عملية مكونة من ثلاث مراحل:
تهيئة الجدول: يقوم المخطط (الوكيل الرئيسي - Main-Agent) بتحليل الاستعلام وبناء مخطط الجدول.
التنسيق الديناميكي: يقوم المخطط باختيار الإجراءات بشكل تكراري:
توسيع الصفوف: إذا كان المرشحون غير كافين، يصيغ المخطط استراتيجيات بحث متنوعة لاكتشاف مرشحين جدد (تقوم الوكلاء الفرعية - Sub-Agents - بعمليات بحث واسعة متوازية).
ملء الخلايا: إذا كان المرشحون موجودين ولكن المعلومات غير مكتملة، يتم إرسال الوكلاء الفرعيين بالتوازي لملء خلايا محددة (التحقق من القيود أو جمع المعلومات).
توليد الإجابة: عند الوصول إلى حالة التشبع، يسترجع المخطط أدلة مهيكلة من قاعدة البيانات لتوليد الاستجابة النهائية (على سبيل المثال، التحقق من القيود للبحث العميق أو تنفيذ استعلامات SQL للبحث الواسع).
التمثيل الموحد
يوفر TaS تمثيلاً موحداً لكل من:
البحث العميق: تحديد صف مرشح فريد يستوفي جميع القيود (∣C∣>0).
البحث الواسع: جمع المعلومات لمرشحين هائلين تحت حد أدنى من القيود (∣I∣>0).
البحث العميق-الواسع: تعظيم اكتشاف المرشحين تحت قيود صارمة يليه جمع كثيف للمعلومات (∣C∣>0,∣I∣>0).
3. المساهمات الرئيسية
ابتكار إطار العمل: يقترح TaS، وهو أول إطار عمل يعيد صياغة البحث عن المعلومات طويل المدى كمسألة إكمال جدول مهيكل، موحداً نماذج البحث العميق، والواسع، والعميق-الواسع.
إدارة الحالة: يقدم آلية لإدارة حالات البحث بدقة من خلال الفصل بين "الإجراءات المعلقة" (الخلايا الفارغة) و"التاريخ المتحقق منه" (الخلايا المملوءة)، مما يخفف من مشكلة "الضياع في المنتصف".
إنشاء معيار قياسي (Benchmark): تم تنسيق معيار البحث العميق-الواسع بناءً على سيناريوهات حقيقية لتطوير الأعمال في التجارة الإلكترونية، مما يعالج نقص التقييمات عالية الجودة المتاحة للجمهور لمهام البحث الهجين.
التصميم المعياري (Modular Design): يوضح بنية "التوصيل والتشغيل" حيث يمكن للوكلاء المتخصصين في البحث العميق (مثل النماذج الضبط الدقيق) أن يعملوا كوكلاء فرعيين، مما يفصل التخطيط عن التنفيذ.
4. النتائج التجريبية
أُجريت تجارب مكثفة عبر ثلاث فئات من المعايير: GAIA/BrowseComp-ZH (البحث العميق)، WideSearch (البحث الواسع)، ومعيار البحث العميق-الواسع المنسق.
التفوق في الأداء: يتفوق TaS بشكل كبير على النماذج المرجعية المتطورة (بما في ذلك Multi-Agent ReAct والأنظمة التجارية مثل Gemini DeepResearch) عبر جميع النماذج الثلاثة.
البحث العميق: في اختبار GAIA، تفوق TaS باستخدام نموذج Gemini-2.5-Flash منخفض التكلفة على نموذج Multi-Agent ReAct بنسبة +14.0%، مما يثبت أن إدارة الحالة المهيكلة يمكن أن تمكن النماذج الأصغر من منافسة النماذج الأكبر.
البحث الواسع: حقق TaS باستخدام Claude-Sonnet-4 (No-Think) معدلات نجاح مقاربة لنموذج Claude-Sonnet-4 (Thinking) الأكثر استهلاكاً للحوسبة، بينما تفوق عليه بشكل ملحوظ في مقاييس Max@4 (9.1% مقابل 6.5%).
البحث العميق-الواسع: تفوق TaS على نظام Gemini DeepResearch المملوك لشركة جوجل بنسبة +4.7% في Column-F1 و +5.1% في Item-Precision.
الكفاءة والمتانة:
كفاءة البحث: يحقق TaS أداءً أعلى مع حجم استخدام أدوات مماثل أو أقل مقارنة بالنماذج المرجعية، مما يثبت أن المكاسب ناتجة عن جودة التخطيط وليس عن التوسع في البحث بالقوة الغاشمة.
المتانة: مع زيادة تعقيد المهمة (مستوى الصعوبة)، تتسع الفجوة في الأداء بين TaS والنماذج المرجعية. يحافظ TaS على استقراره في المستويات "الصعبة" حيث تعاني النماذج المرجعية من تدهور كبير (أكثر من 30%).
توسع وقت الاختبار (Test-Time Scaling): يستفيد TaS بشكل أكثر فعالية من زيادة حساب الاستدلال (Scaling N) مقارنة بـ ReAct غير المهيكل، حيث تتسع فجوات الأداء مع زيادة N.
دراسات الاستئصال (Ablation Studies): تم تحديد المخطط (الوكيل الرئيسي) كعنق الزجاجة الحرج؛ حيث يؤدي خفض قدرة المخطط إلى انخفاض كبير في الأداء، بينما يكون تأثير خفض قدرة الوكلاء الفرعيين أخف حدة. وهذا يؤكد دور المخطط في تنسيق الاستكشاف الفعال.
5. الأهمية والادعاءات
تدعي الورقة أن TaS يمثل تحولاً نوعياً من توليد النصوص غير المهيكلة إلى التخطيط المهيكل المرتكز على البيانات للأنظمة الوكيلة.
التعامد الهيكلي (Architectural Orthogonality): يتسم TaS بالتعامد مع التطورات الأخيرة في إدارة السياق (مثل التلخيص) وتدريب النماذج (مثل التعلم المعزز). فهو لا يعتمد على ضغط النصوص بل يفرض مخططاً مهيكلاً لتفريغ تتبع الحالة.
القابلية للتوسع: يثبت الإطار أن البحث الفعال عن المعلومات طويل المدى يعتمد بشكل أقل على قدرة الاستدلال الخام للنموذج الأساسي وأكثر على إدارة الحالة المهيكلة. وهذا يسمح للنماذج الأصغر والأقل تكلفة بأداء مهام معقدة عند اقترانها ببنية TaS.
القابلية للتطبيق الصناعي: من خلال فصل التخطيط عن التنفيذ، يسمح TaS بدمج نماذج متخصة وفعالة من حيث التكلفة لعمليات البحث عالية التكرار، مما يجعله حلاً قابلاً للتطبيق في تطبيقات النطاق الصناعي مثل تطوير أعمال التجارة الإلكترونية.
الاعتراف بالقيود:
المهام غير البحثية: قد يفرض المخطط المهيكل نوعاً من الجمود للمهام التي تعتمد فقط على المعرفة الداخلية أو اتباع التعليمات البسيطة، مما يؤدي إلى تقلبات في الأداء في حالات GAIA غير البحثية.
الاعتماد على المخطط: الأداء مقيد حالياً بقدرة الاستدلال لـ "المخطط المركزي".
قابلية التوسع في التقييم: يعتمد معيار DeepWide على التحقق البشري نظراً للطبيعة المفتوحة للمهام، مما يحد من إمكانية إعادة الإنتاج على نطاق واسع مقارنة بالمعايير ذات النطاق المغلق.