The Optimizer Is the Agent: Reasoning-Driven Search across Prompts, Programs, and ML Workflows
تقدم الورقة البحثية ReASearch، وهو إطار عمل موحد حيث يقوم وكيل واحد مدفوع بالاستدلال بإدارة عملية التحسين بأكملها ذاتياً للمطالبات والبرامج وسير عمل تعلم الآلة، مما يستوعب بفعالية سياسات بحث معقدة ويتفوق على الأنظمة المتخصصة عبر مهام متنوعة.
تخيل أنك تحاول تعليم روبوت حل لغز، أو كتابة قصيدة، أو تدريب شخصية في لعبة فيديو. في عالم الذكاء الاصطناعي، يُطلق على هذا اسم "التحسين" (Optimization). عادةً ما يلعب البشر دور المدربين الصارمين على خط التماس؛ حيث يضعون خطة لعب جامدة: "جرب هذا، ثم جرب ذاك، وإذا فشل، فعد وجرب شيئاً آخر". الروبوت (النموذج اللغوي الكبير) هو مجرد لاعب، يتبع الأوامر بعمى لإجراء تغييرات صغيرة بينما يقرر المدرب البشري الاستراتيجية الكبرى. ولكن ماذا لو استطاع الروبوت أن يكون المدرب أيضاً؟ ماذا لو استطاع النظر إلى لوحة النتائج، ومعرفة لماذا خسر، وتقرير تغيير قواعد اللعبة، أو حتى إدراك أنه عالق ويحتاج إلى نهج جديد تماماً—بمفرده؟ يستكشف هذا البحث هذا السؤال تحديداً: هل يمكن لوكيل ذكاء اصطناعي واحد وذكي أن يتعلم إدارة بحثه الخاص عن أفضل حل، دون وجود نص مكتوب من قبل بشر يملي عليه كيفية التفكير؟
يقدم الباحثون وراء هذه الدراسة، المنشورة في مؤتمر COLM 2026، نظاماً جديداً يسمى ReASearch. فكر في الأمر كأنك تمنح الروبوت سكيناً سويسرياً متعدد الاستخدامات بدلاً من مجرد مطرقة. في الماضي، كانت أدوات التحسين في الذكاء الاصطناعي تشبه خط تجميع في مصنع ذي حزام ناقل ثابت: خوارزمية صممها البشر تقرر أي حل مرشح يجب اختباره تالياً، وكم من الوقت يجب قضاؤه، ومتى يستسلم. كان عمل الذكاء الاصطناعي الوحيد هو الهمس بتعديل صغير على الحل الحالي. لكن ReASearch يقلب السيناريو؛ فهو يمنح وكيل الذكاء الاصطناعي مجموعة من الأدوات—مثل مفسر لغة بايثون (Python interpreter) لتشغيل الأكواد، وملف ذاكرة لتذكر الأخطاء الماضية، والقدرة على إجراء التجارب—ثم يتركه يقرر كل شيء. يسأل الوكيل نفسه: "هل يجب أن أختبر هذه الفكرة على عينة صغيرة أولاً؟ هل ارتكبت الخطأ ذاته مرتين؟ هل يجب أن أتخلص من خطتي الحالية وأعود إلى خطة أفضل جربتها سابقاً؟". الوكيل لا يخمن فحسب؛ بل يستنتج من خلال العملية، ويبني استراتيجية أثناء تقدمه.
اختبر الفريق هذا الوكيل "ذاتي التدريب" في 14 تحدياً مختلفاً، تراوحت من تعديل النصوص التوجيهية (prompts) لجعلها أكثر ذكاءً، إلى تطوير برامج حاسوبية لحل ألغاز رياضية، وحتى تحسين سير عمل تدريب تعلم الآلة. كانت النتائج قوية بشكل مفاجئ. في حالات عديدة، تفوق ReASearch على الأنظمة المتخصصة التي بناها خبراء بشريون بقواعد محددة ومبرمجة مسبقاً. على سبيل المثال، في مهمة تسمى "تعبئة الدوائر" (Circle Packing) (أي وضع الدوائر داخل مربع بأكبر قدر ممكن من الإحكام)، اكتشف الوكيل حلولاً أفضل من أفضل النتائج التي توصل إليها البشر سابقاً. وفي مهام أخرى، حسن الأداء بنسبة تترا-وح من 2% إلى 40% ضخمة.
إن الأمر المثير للدهشة حقاً هو كيف فعل الوكيل ذلك. فقد وجد الباحثون أن الوكيل بدأ يتصرف بشكل طبيعي كعالم متمرس أو لاعب شطرنج بارع، رغم أنه لم يُطلب منه ذلك. بدأ في "التحقق المزدوج" من الأفكار الواعدة قبل الالتزام بها. وتعلم "العودة" إلى نسخ سابقة وأكثر أماناً من الحل عندما يؤدي مسار جديد إلى طريق مسدود. وبدأ في الاحتفاظ بـ "سجل الدروس المستفادة" لتجنب تكرار نفس الأخطاء. والأكثر إثارة للإعجاب، هو أنه أدرك أنه في بعض الأحيان تحتاج إلى دمج تقنيتين مختلفتين لحل مشكلة ما، وهو اكتشاف يتطلب عادةً بصيرة بشرية عميقة. تشير الورقة البحثية إلى أنه عندما تمنح الذكاء الاصطناعي الأدوات المناسبة وتتركه يستنتج من خلال العملية، يمكنه استيعاب استراتيجيات بحث معقدة كنا نعتقد سابقاً أنها تتطلب خوارزمية مصممة بشرياً لإدارتها. اتضح أن المحسن (optimizer) ليس بالضرورة متحكماً منفصلاً وجامداً؛ بل يمكن للمحسن أن يكون هو نفسه الوكيل.
ملخص تقني: المُحسِّن هو الوكيل (ReASearch)
بيان المشكلة
لا يزال تحسين النواتج النصية (Artifacts)—وتحديداً الأوامر البرمجية للنظم (System Prompts)، والبرامج، وسير عمل تعلم الآلة (ML)—يمثل تحدياً مركزياً في عصر الذكاء الاصطناعي الحديث. تعتمد النهج التقليدية عادةً على متحكمات خوارزمية خارجية مصممة يدوياً (مثل البحث التطوري، أو العصابات - Bandits، أو التحسين البايزي، أو التدرجات النصية) لإدارة سياسة البحث. في هذه الأطر، تعمل النماذج اللغوية الكبيرة (LLMs) مجرد "معدلات" (Mutators) أو "مولدات مقترحات" عديمة الحالة (Stateless) تنفذ تعديلات محلية ضمن حلقة مكررة محددة مسبقاً. ويفترض المؤلفون أن هذا الفصل يترك سؤالاً جوهرياً دون إجابة: ما مقدار سياسة البحث التي يمكن للوكيل الاستدلالي الواحد استيعابها داخلياً؟
المنهجية: ReASearch
يقدم البحث إطار عمل ReASearch (البحث القائم على الوكيل والاستدلال)، وهو إطار عمل موحد "خفيف التحكم" يضع وكيل ذكاء اصطناعي يستخدم الأدوات في حالة سيطرة كاملة على حلقة التحسين. بدلاً من الاعتماد على نموذج رياضي ميتا-هيورستي (Meta-heuristic) خارجي لفرض الاستكشاف، وتخصيص الميزانية، واختيار المرشحين، يقوم ReASearch بعرض عملية التحسين بأكملها كمجموعة من الأدوات التي يستدعيها الوكيل بشكل مستقل.
البنية الأساسية
حلقة الوكيل الموحدة: يستخدم النظام هيكلاً (Scaffold) للوكيل موحداً وغير مرتبط بمهمة محددة. يتلقى الوكيل أمراً برمجياً للنظام يحتوي على توجيهات المجال وحالة التحسين الحالية، جنباً إلى جنب مع سجل تفاعلاته.
واجهة قائمة على الأدوات: يتم تغليف جميع عمليات التحسين كأدوات. يقرر الوكيل الأداة التي سيستدعيها تالياً بناءً على استدلاله. وتشمل الأدوات الرئيسية ما يلي:
التقييم: تسمح أدوات متخصصة في المجال (مثل validate_candidate و run_experiment و evaluate) للوكيل باختبار الفرضيات.
التعديل: تقوم أدوات مثل edit_code أو edit_train_file بتوجيه التغييرات إلى وكلاء فرعيين للحفاظ على نظافة سياق الوكيل الرئيسي.
الذاكرة: يسمح ملف lessons.md المستمر وآليات ضغط السياق للوكيل بالاحتفاظ برؤى طويلة المدى (ما الذي نجح، وما الذي فشل، وما الذي يجب تجربته تالياً) عبر نوافذ السياق.
التكيف مع المجال: يتم تطبيق نفس هيكل الوكيل على ثلاثة مجالات متميزة عبر تغيير الأدوات المتاحة والأمر البرمجي للنظام فقط:
تحسين الأوامر البرمجية (Prompt Optimization): يقوم الوكيل بأخذ عينات تكيفية من دفعات التدريب الصغيرة (Minibatches)، وتقييم المرشحين على مجموعات التحقق (مع مقاييس تجميعية لمنع الإفراط في التخصيص/Overfitting)، وتشخيص أنماط الفشل.
تطور البرامج (Program Evolution): يقوم الوكيل بتعديل الكود بشكل تكراري للمشكلات الصعبة ذات الحالة الواحدة (مثل ARC-AGI-2، وتعبئة الدوائر - Circle Packing)، مستخدماً وكلاء فرعيين لتعديل الكود والتحقق منه مع الحفاظ على سياق استدلالي مستمر لتكوين الفرضيات.
تحسين سير عمل تعلم الآلة (ML Workflow Optimization): يقوم الوكيل بتعديل سكربتات التدريب، وتشغيل تجارب محدودة زمنياً، وتحليل منحنيات التدريب لتشخيص الاختناقات (مثل جداول معدل التعلم، أو اختيارات البنية، أو التنظيم/Regularization).
السلوكيات الناشئة: يلاحظ البحث أن سلوكيات البحث المعقدة، التي تُنفذ عادةً عبر متحكمات صريحة، تظهر بشكل طبيعي من عملية استدلال الوكيل دون برمجة صلبة:
التحقق المزدوج: إعادة فحص المكاسب الواعدة على عينات إضافية قبل الالتزام بعملية تحقق مكلفة.
المراجعة القائمة على الفرضيات: تكوين فرضيات هيكلية بناءً على الأدلة المتراكمة واختبارها.
التعافي القائم على التراجع: التراجع المتعمد إلى فروع سابقة معروفة بالنجاح عندما يفشل مسار ما، بدلاً من الاستمرار بشكل أعمى.
الاستكشاف التكيفي: ضبط استراتيجيات البحث بناءً على قيود الميزانية والتباين الملحوظ.
المساهمات الرئيسية
إطار عمل موحد: يصنف ReASearch تحسين النصوص كمسألة استدلال تسلسلي، مبرهناً على أن تصميماً واحداً للوكيل يمكنه تحسين الأوامر البرمجية، والبرامج، وسير عمل تعلم الآلة.
مكاسب الأداء: عبر 14 مهمة متنوعة، يتفوق ReASearch باستمرار على الأنظمة المتخصصة والمتطورة (مثل GEPA و AdaEvolve و Claude Code) ضمن نفس الميزانيات الحسابية. تتراوح المكاسب بين 2% إلى 40% مقارنة بالنماذج المرجعية القوية المتخصصة في المجال.
الاكتشاف بمستوى البشر: في مهام محددة مثل "تعبئة الدوائر" (Circle Packing) ومشكلة "مثلث هيلبرون" (Heilbronn Triangle)، اكتشف ReASearch حلولاً حسنت من النتائج البشرية المثبتة سابقاً.
استيعاب منطق البحث داخلياً: يوضح العمل أن الوكلاء المتقدمين الذين يستخدمون الأدوات يمكنهم استيعاب جزء كبير من منطق البحث الذي كان يُوكل سابقاً إلى نماذج رياضية ميتا-هيورستية خارجية، بما في ذلك التحقق من المرشحين، والتشخيص السببي، والاستكشاف التكيفي.
النتائج التجريبية
قيم المؤلفون ReASearch مقابل النماذج المرجعية المتخصصة عبر ثلاث فئات:
تحسين الأوامر البرمجية: في مهام AIME و GSM8K و HotpotQA و Terminal-Bench 2.0، تفوق ReASearch على GEPA. على سبيل المثال، في Terminal-Bench 2.0، حقق دقة بنسبة 53.33% مقارنة بـ 42.22% لـ GEPA. نجح الوكيل في بناء فهم هيكلي للمهام واختار الأوامر النهائية بناءً على تاريخ التحسين الكامل بدلاً من مجرد أعلى درجة في التحقق.
تطور البرامج:
تعبئة الدوائر (Circle Packing): حقق ReASearch نتائج (مثلاً 2.940 لـ n=32) طابقت أو تجاوزت قليًا أفضل النتائج البشرية المعروفة (2.939)، متفوقاً بشكل كبير على AdaEvolve.
مثلث هيلبرون (Heilbronn Triangle): حدد الوكيل تناظرات رياضية (تناظر D4) لتقليص مساحة البحث، محققاً نتائج قريبة من المثالية (0.03260 لـ n=12) حيث فشلت النماذج المرجعية.
ARC-AGI-2: حقق ReASearch دقة اختبار بنسبة 50.0% (باستخدام Sonnet 4.6)، وهو تحسن بمقدار 4 أضعاف عن AdaEvolve الذي حقق 12.5%، وذلك عبر استخدام التحليل التكراري لاستنتاج قواعد التحويل بدلاً من البحث بالقوة الغاشمة (Brute-force).
تحسين سير عمل تعلم الآلة: مقارنة بـ Claude Code (إعداد AutoResearch)، أظهر ReASearch مزايا واضحة في IMG-100 (83.99% مقابل 78.59%)، و Atari Q*bert (4500 مقابل 1250 مكافأة)، و MuJoCo (5267 مقابل 3986 مكافأة). ومن الجدير بالذكر أنه في مهمة توقع العملات الرقمية على Kaggle، حسن ReASearch ترتيب لوحة الصدارة من المركز 36 إلى المركز 6 خلال 15 تجربة، بينما ظل النموذج المرجعي راكداً.
الأهمية والادعاءات
يجادل البحث بأن الاستدلال ليس فقط لحل المهام، بل يمكن أن يكون في حد ذاته محركاً قوياً للبحث المفتوح. تكمن أهمية ReASearch في إثباته أن "المُحسِّن" لا يحتاج إلى أن يكون متحكماً خوارزمياً منفصلاً ومصمماً يدوياً. بدلاً من ذلك، يمكن لوكيل واحد، مدفوع بالاستدلال ومجهز بالأدوات المناسبة، استيعاب سياسات بحث معقدة—مثل إدارة الميزانية، وتشخيص الفشل، وتكيف الاستراتيجية—التي كانت سابقاً من اختصاص النماذج الميتا-هيورستية الخارجية.
يدعي المؤلفون أن هذا النهج يقدم نموذجاً أكثر مرونة وربما أكثر قوة للتحسين، حيث تؤدي قدرة الوكيل على تراكم الدروس، والاستدلال حول الإخفاقات السببية، وتكييف استراتيجيته عبر آفاق طويلة المدى إلى أداء متفوق عبر نماذج متنوعة. ويشير العمل إلى مستقبل يتلاشى فيه التمييز بين "الباحث" (Searcher) و"الحلال" (Solver)، حيث يعمل الوكيل كلاهما معاً.