AgenticSTS: A Bounded-Memory Testbed for Long-Horizon LLM Agents

arXiv:2607.02255 · 2026-07-03 공개 · arXiv · PDF

llm-agents retrieval-augmented long-horizon trajectory-analysis ablation-study bounded-memory memory-ablation stochastic-games

Abstract

Memory for a long-horizon LLM agent is a contract about what each future decision is allowed to see. The simplest contract appends past observations, tool calls, and reflections to every prompt, which makes prior context easy to access but also turns it into a jumbled mixture in which the effect of any single memory component is hard to isolate. We introduce and instrument an alternative bounded contract: every decision is made from a fresh user message assembled by typed retrieval, with no raw cross-decision transcript appended. The prompt thus stays bounded across runs of any length, and any single layer can be ablated in isolation. We instantiate the contract in Slay the Spire 2, a closed-rule stochastic deck-building game whose runs require hundreds of tactical and strategic decisions. A public online benchmark of frontier LLMs on the same game reports zero wins at the lowest difficulty across five configurations, and the developer-reported human win rate at the same difficulty is 16%; the task is hard but not saturated. Within our harness, a fixed-A0 ablation shows the largest observed difference when triggered strategic skills are enabled: the no-store baseline wins 3/10 games and adding the skill layer 6/10. At this sample size the comparison is directional rather than statistically decisive (Fisher exact p\approx0.37); a cross-backbone probe and public accumulating-context baselines are reported as operational comparisons rather than controlled tests of the contract variable itself. We release a reproducible testbed: 298 completed trajectories with condition tags, frozen memory/skill snapshots, prompt records, and analysis scripts -- an agent design and a validated, reusable methodology for studying how explicit memory layers shape long-horizon LLM-agent decisions.

한국어 요약

한 줄 요약

AgenticSTS는 장기적 의사결정을 위한 LLM 에이전트의 메모리 구조를 연구하기 위한 제한된 메모리 테스트베드를 제안한다.

핵심 기여도

핵심 아이디어

기존 메모리 계약은 과거 관찰, 툴 호출, 리플렉션을 모든 프롬프트에 추가하는 방식으로, 정보가 혼합되어 특정 메모리 요소의 영향을 분리하기 어렵다. AgenticSTS는 대신, 각 결정 시점마다 타입 기반 검색을 통해 구성된 신선한 사용자 메시지를 생성하는 방식을 제안한다. 이는 메모리 계약을 제한적으로 유지하면서도, 특정 메모리 계층을 독립적으로 제거(Ablation)하여 그 영향을 분석할 수 있게 한다. 핵심 통찰은, 메모리 계층의 명확한 구분이 장기적 의사결정의 성능에 중요한 역할을 할 수 있다는 점이다.

기술적 접근법

주요 결과

의의 및 한계

AgenticSTS는 LLM 에이전트의 장기적 의사결정에서 메모리 계층의 구조적 영향을 분석할 수 있는 체계적인 테스트베드를 제공한다. 특히, 메모리 요소를 독립적으로 제거해 실험하는 기법은 메모리 설계 연구에 기여한다. 그러나 샘플 크기(10게임)가 작아 통계적 유의성을 확보하기 어렵고, 비교 실험은 메모리 계약 자체 변수를 제어하지 못한 경우가 포함되어 있어 한계가 있다.

실용적 활용

이 테스트베드는 게임 AI, 자율 시스템, 대화형 에이전트 등에서 메모리 설계의 영향을 평가하는 데 활용될 수 있다. 특히, 메모리 계층별 성능 분석이 필요한 연구 및 산업적 개발에 적합하다.