llm-agents alfworld adaptive-learning cost-efficiency skill-reuse multi-granularity skill-graph mu-locbench
Abstract
Skill libraries have become a practical way for LLM agents to reuse procedural experience across tasks. However, existing systems typically treat skills as flat, single-resolution prompt blocks. This creates a tension between relevance and cost: injecting coarse skills can introduce irrelevant or misleading context, while rewriting entire skills is expensive and often unnecessary. We propose SkillLens, a hierarchical skill-evolution framework that organizes skills into a four-layer graph of policies, strategies, procedures, and primitives, and retrieves them at mixed granularity. Given a task, SkillLens first retrieves semantically relevant skill seeds, expands them through degree-corrected random walk over the skill graph, and then uses a verifier to decide whether each visited unit should be accepted, decomposed, rewritten, or skipped. This enables the agent to reuse compatible subskills directly while adapting only locally mismatched components. To improve the system over time, SkillLens further refines multi-granularity skills and verifier in order to improve its routing decisions. We provide theoretical analysis showing that mixed-granularity adaptation incurs sublinear cost under sparse mismatch assumptions and that the evolutionary update rule monotonically improves the validation objective until a local optimum. Across MuLocbench and ALFWorld, SkillLens consistently improves over strong skill-based baselines, achieving up to a 6.31 percentage-point Acc@1 gain for bug localization and raising agent success rate from 45.00% to 51.31%.
한국어 요약
📋 한 줄 요약
**[LLM Agents / Skill Library]** LLM 에이전트의 스킬을 정책·전략·절차·원시의 4계층 그래프로 조직하고, 검증기를 통해 부분만 적응시키는 SkillLens 프레임워크를 제안한다.
🎯 핵심 기여도
- 스킬을 단일 해상도 프롬프트 블록이 아닌 4계층 위계 그래프로 조직
- 차수 보정 랜덤워크 기반의 스킬 시드 확장 검색 메커니즘 설계
- 각 방문 단위를 수락/분해/재작성/스킵으로 라우팅하는 검증기 도입
- 부분적 불일치 시에만 국소 수정으로 비용을 절감하는 혼합 입도 적응
💡 핵심 아이디어
스킬 라이브러리의 핵심 트레이드오프(관련성 vs 비용)는 스킬을 정책-전략-절차-원시의 다중 해상도로 분해하고, 호환 가능한 서브스킬을 그대로 재사용하면서 국소적으로 불일치한 부분만 적응시키면 해결할 수 있다.
🔬 기술적 접근법
- **모델/방법론**: 정책·전략·절차·원시의 4계층 스킬 그래프, 검증기 기반 라우팅
- **핵심 기법**: 의미적 시드 검색 → 차수 보정 랜덤워크 확장 → 검증기 라우팅(수락/분해/재작성/스킵), 다입도 스킬과 검증기를 시간에 따라 함께 정제
📊 주요 결과
- MuLocbench(버그 위치 추정)에서 Acc@1 최대 6.31%p 향상
- ALFWorld에서 에이전트 성공률 45.00% → 51.31%로 향상
- 희소 불일치 가정 하에서 혼합 입도 적응이 서브리니어 비용을 보장한다는 이론적 분석 제공
💭 의의 및 한계
**의의**: 에이전트 스킬 재사용의 비용 효율성을 입도 선택 문제로 재정의하며, 계층 그래프 + 검증기라는 범용 패턴을 제시한다. **한계**: 평가가 두 벤치마크(MuLocbench, ALFWorld)에 집중되어 있고, 검증기의 학습·정확도가 시스템 품질의 병목이 될 수 있다.
🚀 실용적 활용
- 코드 어시스턴트의 재사용 가능한 패턴 라이브러리 관리
- 자율 에이전트의 누적 학습 시스템
- 멀티태스크 RPA에서 절차 라이브러리 자동 진화