Agenti LLM: la guida completa
Il concetto di agente ha origine nella filosofia e si attribuisce a pensatori come Aristotele e Hume, che descrivevano entità dotate di desideri, credenze, intenzioni e capacità di intraprendere azioni. Il concetto è stato poi adottato in ambito informatico, per indicare sistemi in grado di interpretare e rispondere autonomamente agli interessi degli utenti.
Oggi, con l’avanzare dell’Intelligenza Artificiale, il termine “agente” descrive entità che mostrano comportamenti intelligenti e possiedono qualità come autonomia, reattività, proattività e capacità sociale. Questi agenti sono fondamentali nel percorso verso l’Intelligenza Artificiale Generale (AGI), motivo per cui la comunità scientifica e quella dei professionisti si stanno concentrando sull’esplorazione e sul perfezionamento delle loro capacità.
Lo sviluppo dei modelli linguistici di grandi dimensioni (LLM) sta accelerando l’ulteriore sviluppo degli agenti: gli LLM dimostrano infatti potenti capacità nell’acquisizione di conoscenze, nella comprensione delle istruzioni, nella generalizzazione, nella pianificazione e nel ragionamento, mostrando al contempo efficaci interazioni in linguaggio naturale con gli esseri umani. Queste caratteristiche li rendono strumenti preziosi per la costruzione di agenti intelligenti in grado di apprendere e adattarsi a contesti complessi.
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Che cosa sono gli LLM based agent e come sono composti
Gli agenti basati su LLM sono sistemi di intelligenza artificiale che utilizzano modelli linguistici di grandi dimensioni come controller principale o “cervello” per interpretare il linguaggio naturale, condurre conversazioni e svolgere autonomamente compiti complessi. Questi agenti combinano la potenza di un LLM con moduli specifici per il recupero di informazioni, il ragionamento, la gestione della memoria e l’interazione con strumenti esterni.
L’efficacia di un agente basato su LLM risiede nella sinergia tra diverse componenti chiave:
- Large Language Model: funge da “cervello” dell’agente e gestisce la comprensione del linguaggio, il ragionamento e il processo decisionale. A seconda delle applicazioni, l’LLM può essere generico o ottimizzato per domini specifici.
- Planning: questo modulo consente all’agente di scomporre compiti complessi in sotto-compiti più semplici e di definire sequenze di azioni per raggiungere un obiettivo. La pianificazione può avvenire in un’unica fase oppure impiegare un approccio adattivo, in cui i sotto-compiti vengono pianificati ed eseguiti uno alla volta.
- Memoria: permette all’agente di conservare informazioni sulle interazioni passate e sulle esperienze ed è una componente fondamentale dell’apprendimento continuo. La memoria può essere a breve termine (per conservare la cronologia delle conversazioni recenti) o a lungo termine (per archiviare informazioni strutturate).
- Azione: traduce le decisioni prese dall’LLM in output concreti, che possono consistere in risposte testuali, interazioni con API esterne o esecuzioni di azioni fisiche, a seconda delle specifiche esigenze dell’utente.
- Strumenti: gli strumenti sono funzioni o API esterne che l’agente può utilizzare per interagire con il mondo esterno e ottenere informazioni aggiuntive. Esempi di strumenti includono: API di ricerca sul web, interpreti di codice e database specifici del dominio.
Tipologie di agenti LLM
Gli agenti basati su LLM si dividono principalmente in due tipologie: sistemi Single-Agent o il Multi-Agent (MAS). Queste categorie rappresentano approcci complementari per affrontare compiti complessi, sfruttando le potenzialità dei modelli linguistici di grandi dimensioni.
Un Sistema Single-Agent è caratterizzato da un singolo agente intelligente basato su LLM, progettato per gestire molteplici attività e domini. Questo tipo di sistema è capace di svolgere diverse funzioni, dalla generazione di codice alla gestione di dati, fino all’esplorazione di ambienti virtuali e reali. A seconda degli obiettivi di progettazione, può essere unimodale (unico tipo di input) o integrare più modalità come testo, immagini e audio. L’agente può essere caratterizzato per assumere ruoli specifici, ottimizzando le sue capacità in funzione degli obiettivi di progetto. I sistemi single-agent sono ideali per applicazioni che richiedono un approccio centralizzato e flessibile.
Il Multi-Agent System (MAS), si basa invece sulla collaborazione di diversi agenti intelligenti, ognuno con competenze specifiche, che interagiscono e si coordinano per raggiungere obiettivi comuni. Gli agenti operano in un contesto interattivo dove il flusso di informazioni e il coordinamento sono fondamentali per il successo complessivo del sistema. Ogni agente possiede competenze specifiche in determinati domini, per fornire una gestione di carattere multidisciplinare e soluzioni più mirate. La struttura del sistema può prevedere forme di collaborazione, competizione o organizzazione gerarchica tra agenti per eseguire operazioni complesse come ricerca, ottimizzazione, supporto decisionale e allocazione delle risorse. La progettazione di un MAS richiede una particolare attenzione alla gestione delle interazioni e allo scambio di informazioni tra gli agenti, garantendo che il sistema operi in modo coeso ed efficiente.
Sfide degli agenti LLM
Le sfide che devono affrontare gli agenti basati su LLM sono varie e complesse e spaziano da sfide di carattere tecnico, a sfide di carattere linguistico, etico e di sicurezza. Di seguito, una panoramica delle principali criticità.
- Capacità di role-playing: gli agenti LLM devono spesso adattare un ruolo specifico per completare i compiti in un determinato dominio. Tuttavia, gli LLM potrebbero non essere in grado di simulare al meglio i ruoli che non sono comunemente discussi sul web o i ruoli emergenti.
- Pianificazione a lungo termine e limitazioni del contesto: la pianificazione su un arco di tempo esteso rimane una sfida. Gli LLM hanno una capacità limitata di gestire contesti prolungati, il che può ridurre l’efficacia della memoria a breve termine e ostacolare la pianificazione di operazioni complesse.
- Robustezza e affidabilità dei prompt: un agente LLM si basa su prompt che alimentano moduli di memoria e pianificazione. È quindi comune incontrare problemi di affidabilità negli LLM anche con le modifiche più semplici ai prompt. Inoltre, gli agenti LLM si basano sul linguaggio naturale per interfacciarsi con componenti esterni, il che potrebbe introdurre informazioni contrastanti, aumentando il rischio di allucinazioni e errori fattuali.
- Confini della conoscenza: la conoscenza interna di un LLM può includere bias o informazioni non trasparenti all’utente, che potrebbero influenzare negativamente il comportamento dell’agente in contesti specifici.
- Efficienza: gli agenti LLM devono gestire numerose richieste e la tipica architettura autoregressiva degli LLM comporta tempi di inferenza lenti. Inoltre, l’elevato consumo computazionale e il costo associato diventano critici, soprattutto in implementazioni multi-agente.
- Valutazione: definire parametri quantificabili per valutare il rendimento degli agenti LLM è complesso, data la natura multidimensionale delle loro operazioni.
- Sicurezza e fiducia: è necessario affrontare le problematiche di sicurezza e costruire fiducia nell’operatività degli agenti, minimizzando i rischi di errori o comportamenti imprevisti.
Guardando al futuro, gli agenti basati su LLM diventeranno sempre più autonomi e adattabili, dotati di capacità di autovalutazione e di definizione dinamica degli obiettivi. Questi sistemi apprenderanno dai feedback contestuali, si adatteranno ed elaboreranno informazioni multimodali integrando input testuali, visivi, uditivi e tattili, e saranno probabilmente in grado di operare nel mondo fisico attraverso l’impiego di strumenti e robot. In parallelo, la ricerca futura si concentrerà sulla risoluzione delle sfide attuali per migliorare la robustezza e l’affidabilità dei prompt, allineare gli agenti ai valori umani e ottimizzare l’efficienza per ridurre tempi di risposta e costi. Inoltre, l’emergere degli agenti come servizio (AaaS) permetterà agli utenti di sfruttare tali tecnologie senza doversi occupare direttamente del loro sviluppo e gestione, rappresentando così un passo importante, sebbene ancora dibattuto, verso l’Intelligenza Artificiale Generale.
Fonti
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A questo link puoi trovare una repo di GitHub aggiornata con vari paper accademici sui multi agenti basati su LLM.