AppAgent讓移動(dòng)App應(yīng)用測(cè)試更輕松

AppAgent 的創(chuàng)新技術(shù)值得我們測(cè)試人員的關(guān)注。

最近大語言模型（LLMs）的進(jìn)展導(dǎo)致了智能代理（Agent）的創(chuàng)建，這些代理能夠執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)。而由騰訊團(tuán)隊(duì)開發(fā)的AppAgent， 其智能代理能力可以用于操作任何 App，它在 50 個(gè)復(fù)雜手機(jī)任務(wù)上展示了強(qiáng)大的能力。

這項(xiàng)技術(shù)通過引入一種基于大型語言模型（LLMs）的多模態(tài)智能代理（Agent）框架，賦予了智能體操作智能手機(jī)應(yīng)用的能力。與傳統(tǒng)的智能助手如 Siri 不同，AppAgent 不依賴于系統(tǒng)后端訪問，而是通過簡(jiǎn)化的操作空間來操作智能手機(jī)應(yīng)用程序，可以模擬人類的點(diǎn)擊和滑動(dòng)等操作，直接與手機(jī)應(yīng)用的圖形用戶界面（GUI）互動(dòng)。這種獨(dú)特的方法不僅提高了安全性和隱私性，還確保了智能體能夠適應(yīng)應(yīng)用界面的變化和更新，從而擴(kuò)大了它在各種應(yīng)用程序中的適用性。

AppAgent 的核心在于其創(chuàng)新的學(xué)習(xí)方式，智能體可以通過自主探索或觀察人類演示來學(xué)習(xí)如何導(dǎo)航和使用新應(yīng)用。在自主探索過程中，。這個(gè)過程還可以通過觀察少數(shù)幾個(gè)人類演示來加速，使智能體能夠更快地理解復(fù)雜功能。

AppAgent分為兩個(gè)階段，分別稱為探索階段和部署階段。在自主探索階段，AppAgent智能體通過一系列預(yù)定義的動(dòng)作與應(yīng)用互動(dòng)，觀察不同應(yīng)用程序的用戶界面交互（每個(gè)動(dòng)作帶來的界面變化），AppAgent與智能手機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)行交互，并從結(jié)果中學(xué)習(xí)，所學(xué)到的知識(shí)被精心編制成文件（構(gòu)建知識(shí)庫）。一旦這個(gè)學(xué)習(xí)階段完成，AppAgent變得擅長(zhǎng)使用應(yīng)用程序，就準(zhǔn)備好行動(dòng)了，即在探索階段之后的部署階段，AppAgent利用編制在此文檔中的信息來高效地操作和導(dǎo)航應(yīng)用程序，完成不同應(yīng)用程序中的各種復(fù)雜任務(wù)。

（圖1 框架的兩階段方法：探索階段和部署階段）

為了驗(yàn)證其實(shí)用性，研究團(tuán)隊(duì)對(duì) AppAgent 進(jìn)行了廣泛測(cè)試，覆蓋了社交媒體、電子郵件、地圖、購物以及復(fù)雜的圖像編輯工具等 10 種不同的應(yīng)用中的 50 個(gè)任務(wù)。測(cè)試結(jié)果證明，AppAgent 在處理各種高級(jí)任務(wù)方面表現(xiàn)出色，顯示出其適應(yīng)性、用戶友好性以及高效的學(xué)習(xí)和操作能力。

1.實(shí)驗(yàn)環(huán)境

實(shí)驗(yàn)環(huán)境建立在Android操作系統(tǒng)的命令行界面（CLI）上，允許AppAgent與智能手機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)行交互。代理接收兩個(gè)關(guān)鍵輸入：顯示應(yīng)用程序界面的實(shí)時(shí)截圖和詳細(xì)的交互元素的XML文件。為了增強(qiáng)AppAgent識(shí)別和無縫交互這些元素的能力，我們?yōu)槊總€(gè)元素分配了一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符。這些標(biāo)識(shí)符要么來自XML文件中的資源ID（如果提供），要么是通過組合元素的類名、大小和內(nèi)容構(gòu)建而成。這些元素以半透明的數(shù)字疊加在截圖上。這有助于AppAgent在不需要指定屏幕上精確位置的情況下準(zhǔn)確交互，并增強(qiáng)了AppAgent在控制手機(jī)時(shí)的精度。

行動(dòng)空間：AppAgent的行動(dòng)空間反映了人們?cè)谥悄苁謾C(jī)上的常見交互方式：輕觸和滑動(dòng)，設(shè)計(jì)了四種基本功能，并用到Android的兩個(gè)系統(tǒng)級(jí)的操作：

Tap(element : int)：這個(gè)函數(shù)模擬對(duì)屏幕上標(biāo)有數(shù)字的UI元素進(jìn)行輕觸。例如，tap(5)將點(diǎn)擊標(biāo)有“5”的元素。

Long_press(element : int)：這個(gè)函數(shù)模擬對(duì)UI元素進(jìn)行長(zhǎng)按（1秒）。

Swipe(element : int, direction : str, dist : str)：在指定方向（上、下、左、右）和距離（短、中、長(zhǎng)）上滑動(dòng)一個(gè)元素。例如，swipe(21, "up", "medium")將在元素“21”上向上滑動(dòng)一段中等距離。

Text(text : str)：為了繞過低效的虛擬鍵盤輸入，這個(gè)函數(shù)在虛擬鍵盤可見時(shí)直接將文本輸入到輸入框中。例如，text("Hello, world!")輸入字符串“Hello, world!”。

Back()：系統(tǒng)級(jí)功能，幫助代理返回到前一個(gè)UI頁面，特別適用于退出不相關(guān)頁面。

Exit()：特地的函數(shù)用于結(jié)束進(jìn)程，通常在成功完成任務(wù)時(shí)調(diào)用。

這些預(yù)定義的動(dòng)作旨在簡(jiǎn)化AppAgent的交互，特別是通過消除對(duì)精確屏幕坐標(biāo)的需求，這對(duì)于大語言模型（LLM）準(zhǔn)確預(yù)測(cè)來說可能會(huì)帶來挑戰(zhàn)。

2. 探索階段

探索階段是這個(gè)框架的核心。

在此階段，AppAgent被分配一個(gè)任務(wù)，并開始自主與UI元素進(jìn)行交互，通過試錯(cuò)學(xué)習(xí)智能手機(jī)應(yīng)用程序的功能和特性。

AppAgent使用不同的動(dòng)作，并觀察應(yīng)用界面的變化，以了解其工作原理。由LLM驅(qū)動(dòng)的AppAgent試圖通過分析每個(gè)動(dòng)作之前和之后的截圖來弄清楚UI元素的功能和特定動(dòng)作的影響。這些信息被編制成一個(gè)記錄了對(duì)不同元素應(yīng)用的動(dòng)作效果的文檔。

當(dāng)一個(gè)UI元素被多次操作時(shí)，AppAgent將根據(jù)過去的文檔和當(dāng)前觀察更新文檔以提高質(zhì)量。為了使探索更加高效，如果當(dāng)前UI頁面似乎與應(yīng)用的主要任務(wù)無關(guān)，如廣告頁面，AppAgent將停止進(jìn)一步探索UI元素。在這種情況下，它使用Android系統(tǒng)的Back()函數(shù)返回到前一個(gè)UI頁面。

與隨機(jī)探索（如深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索）相比，這種目標(biāo)導(dǎo)向的探索方法確保代理專注于對(duì)應(yīng)用程序有效操作至關(guān)重要的元素。AppAgent還利用LLM對(duì)用戶界面的現(xiàn)有知識(shí)來提高探索效率。當(dāng)AppAgent完成分配的任務(wù)時(shí)，探索停止。

通過觀看演示進(jìn)行探索。另一種常見且通常更有效的探索方法涉及AppAgent觀察人類示范。這些演示為代理提供了高效使用應(yīng)用程序的示例，特別是對(duì)于理解可能通過自主交互難以發(fā)現(xiàn)的復(fù)雜功能。在這種方法中，一個(gè)人類用戶操作應(yīng)用程序，而AppAgent觀察并記錄人類使用的元素和動(dòng)作。這種策略縮小了探索空間，防止代理與無關(guān)的應(yīng)用頁面進(jìn)行交互，使其與自主交互相比成為更加簡(jiǎn)化和高效的方法。

3. 部署階段

在探索階段之后，代理已經(jīng)具備了執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的能力，這是基于其積累的經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)給定任務(wù)時(shí)，代理遵循一種逐步的方法，每一步都包括對(duì)當(dāng)前UI截圖的訪問和動(dòng)態(tài)生成的文檔，詳細(xì)說明了UI元素的功能以及動(dòng)作對(duì)當(dāng)前UI頁面的影響。提示還提供了所有可用動(dòng)作的詳細(xì)解釋。

在每一步中，代理首先被要求提供對(duì)當(dāng)前UI的觀察，然后闡述其對(duì)任務(wù)和當(dāng)前觀察的思考過程。隨后，代理開始執(zhí)行動(dòng)作，調(diào)用可用的函數(shù)。在每個(gè)動(dòng)作之后，代理總結(jié)了交互歷史和當(dāng)前步驟中所采取的動(dòng)作。這些信息被納入下一個(gè)提示中，為代理提供了一種記憶形式。這種細(xì)致的方法增強(qiáng)了代理行動(dòng)的可靠性和可解釋性，從而促進(jìn)了更明智的決策制定。當(dāng)代理確定任務(wù)已經(jīng)完成時(shí)，部署階段停止，此時(shí)它可以通過執(zhí)行Exit()動(dòng)作退出流程。

審核編輯：劉清