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AI Agents · Leçon

Auto-amélioration fondée sur les trajectoires

Apprendre des séquences d’actions réussies et échouées pour affiner les comportements futurs.

Auto-amélioration fondée sur les trajectoires est une leçon AI Agents gratuite sur CoddyKit. Ceci est la leçon 3 sur 4. Tu peux lire la leçon complète ci-dessous gratuitement — puis la pratiquer en direct dans le navigateur avec un éditeur de code intégré et un tuteur IA 24/7. Elle fait partie du parcours d'apprentissage AI Agents, et ta progression se synchronise sur le web et l'application CoddyKit. Le cours AI Agents comprend 4 leçons au total.

Qu'est-ce qu'une trajectoire ?

Une trajectoire est la séquence complète d'états et d'actions qu'un agent a suivie du début à la fin pour une tâche donnée. Elle consigne non seulement la réponse finale, mais aussi la manière dont l'agent y est parvenu : quels outils ont été appelés, dans quel ordre, avec quels paramètres, et quels résultats intermédiaires ont été observés.

Enregistrer une trajectoire

Entourez chaque action de l'agent d'un enregistreur qui capture l'état avant et après l'action. Un état comprend : l'objectif actuel, le contenu de la mémoire et les observations récentes. Une action comprend : le nom de l'outil, les paramètres et le résultat.

from dataclasses import dataclass, field
from datetime import datetime
from typing import Any

@dataclass
class TrajectoryStep:
    step_index: int
    state_summary: str    # short description of world state
    action_name: str      # tool or reasoning step name
    action_params: dict
    result: Any
    timestamp: str = ''

    def __post_init__(self):
        if not self.timestamp:
            self.timestamp = datetime.utcnow().isoformat()

@dataclass
class Trajectory:
    trajectory_id: str
    task: str
    steps: list = field(default_factory=list)
    outcome: str = 'unknown'   # 'success', 'failure', 'partial'
    final_score: float = 0.0

    def add_step(self, step: TrajectoryStep):
        self.steps.append(step)

    def mark_success(self, score: float = 1.0):
        self.outcome = 'success'
        self.final_score = score

    def mark_failure(self, reason: str = ''):
        self.outcome = 'failure'
        self.final_score = 0.0

if __name__ == '__main__':
    traj = Trajectory(trajectory_id='t-1', task='Book a flight to Tokyo')
    traj.add_step(TrajectoryStep(
        step_index=0, state_summary='searching flights',
        action_name='search_flights', action_params={'dest': 'NRT'}, result='5 options found'
    ))
    traj.mark_success(score=0.95)
    print(f'Trajectory {traj.trajectory_id}: outcome={traj.outcome}, score={traj.final_score}')
    print('Steps recorded:', len(traj.steps))

Stocker les trajectoires

Les trajectoires peuvent être volumineuses. Stockez-les sous forme de fichiers JSON compressés, à raison d'un fichier par trajectoire. Indexez-les selon le résultat et le type de tâche pour les récupérer rapidement. Les trajectoires réussies deviennent des exemples de démonstration ; les trajectoires ayant échoué deviennent des signaux d'entraînement.

import json
import os
from dataclasses import asdict

TRAJECTORY_DIR = 'trajectories'

def save_trajectory(traj: Trajectory):
    os.makedirs(TRAJECTORY_DIR, exist_ok=True)
    filename = f'{TRAJECTORY_DIR}/{traj.trajectory_id}_{traj.outcome}.json'
    data = asdict(traj)
    with open(filename, 'w') as f:
        json.dump(data, f, indent=2)
    print(f'Saved trajectory: {filename}')

def load_successful_trajectories(task_type: str, n: int = 5) -> list:
    results = []
    for fname in os.listdir(TRAJECTORY_DIR):
        if '_success.json' not in fname:
            continue
        with open(os.path.join(TRAJECTORY_DIR, fname)) as f:
            traj = json.load(f)
        if task_type.lower() in traj['task'].lower():
            results.append(traj)
    results.sort(key=lambda t: t['final_score'], reverse=True)
    return results[:n]

Utiliser les trajectoires réussies comme exemples de démonstration

Une trajectoire réussie est un exemple résolu : l'agent peut apprendre la séquence d'étapes en l'observant avant d'essayer une nouvelle tâche similaire. Insérez la trajectoire ayant le meilleur score comme préfixe d'exemples dans l'invite système.

def trajectory_to_few_shot(traj: dict) -> str:
    lines = [f'Example task: {traj["task"]}', 'Steps taken:']
    for step in traj['steps']:
        lines.append(
            f'  [{step["step_index"]}] {step["action_name"]}'
            f'({json.dumps(step["action_params"])}) -> {str(step["result"])[:80]}'
        )
    lines.append(f'Outcome: {traj["outcome"]} (score={traj["final_score"]:.2f})')
    return '\n'.join(lines)

def build_few_shot_system_prompt(task_type: str) -> str:
    successful = load_successful_trajectories(task_type, n=2)
    if not successful:
        return 'Complete the following task step by step.'
    examples = '\n\n---\n\n'.join(
        trajectory_to_few_shot(t) for t in successful
    )
    return (
        'Here are examples of successfully completed similar tasks:\n\n'
        + examples
        + '\n\n---\n\nNow complete the new task using the same approach.'
    )

Analyser les trajectoires ayant échoué

Les trajectoires ayant échoué sont tout aussi utiles. Analysez-les pour trouver le mode d'échec : quelle étape s'est mal déroulée et pourquoi. Modes d'échec courants : mauvais outil sélectionné, outil correct mais paramètres incorrects, résultat intermédiaire inventé, boucle non terminée.

def analyze_failure(traj: dict, client) -> dict:
    steps_str = json.dumps(traj['steps'], indent=2)
    prompt = (
        f'Task: {traj["task"]}\n\n'
        f'Agent trajectory (failed):\n{steps_str}\n\n'
        'Identify the failure mode. Return JSON:\n'
        '{"failure_step": 0, "failure_mode": "", "root_cause": "", '
        '"prevention": ""}'
    )
    import anthropic
    client_obj = anthropic.Anthropic(api_key='YOUR_API_KEY')
    result = client_obj.messages.create(
        model='claude-opus-4-5',
        max_tokens=512,
        messages=[{'role': 'user', 'content': prompt}]
    )
    import json
    return json.loads(result.content[0].text)

Taxonomie des modes d'échec

Construire une taxonomie des modes d'échec à partir des trajectoires ayant échoué vous aide à repérer les tendances. Lorsque suffisamment d'échecs ont la même cause profonde, cela indique qu'il faut corriger l'outil, l'invite ou la logique de l'agent — et pas seulement une exécution.

from collections import Counter

def build_failure_taxonomy(failed_trajectories: list, client) -> dict:
    failure_modes = []
    for traj in failed_trajectories:
        analysis = analyze_failure(traj, client)
        failure_modes.append(analysis['failure_mode'])

    counts = Counter(failure_modes)
    total = len(failure_modes)

    taxonomy = [
        {
            'failure_mode': mode,
            'count': count,
            'percentage': round(count / total * 100, 1)
        }
        for mode, count in counts.most_common()
    ]

    print('Failure Mode Taxonomy:')
    for entry in taxonomy:
        print(f'  {entry["failure_mode"]}: {entry["count"]} ({entry["percentage"]}%)')

    return {'taxonomy': taxonomy, 'total_failures': total}

Créer des paires d'entraînement à partir des trajectoires

Pour un réglage fin supervisé, vous avez besoin de paires (entrée, sortie idéale). Une trajectoire ayant échoué vous donne la mauvaise sortie ; l'analyse de l'échec vous indique ce qui aurait dû se produire. Ensemble, elles forment une paire d'entraînement.

def trajectory_to_training_pair(
    failed_traj: dict,
    failure_analysis: dict
) -> dict:
    """
    Creates an SFT-ready training pair:
    input = task + context at failure step
    output = what the agent should have done
    """
    fail_step_idx = failure_analysis['failure_step']
    steps = failed_traj['steps']

    # Context up to (but not including) the failure step
    context_steps = steps[:fail_step_idx]
    context_str = '\n'.join(
        f'Step {s["step_index"]}: {s["action_name"]}({s["action_params"]})'
        for s in context_steps
    )
    return {
        'input': f'Task: {failed_traj["task"]}\n\nPrevious steps:\n{context_str}\n\nNext action:',
        'output': failure_analysis['prevention'],  # correct action
        'source': 'failure_trajectory',
        'trajectory_id': failed_traj.get('trajectory_id', 'unknown')
    }

if __name__ == '__main__':
    failed_traj = {
        'task': 'Cancel subscription',
        'trajectory_id': 'traj-7',
        'steps': [
            {'step_index': 0, 'action_name': 'find_account', 'action_params': {'user': 'u1'}},
            {'step_index': 1, 'action_name': 'delete_account', 'action_params': {'user': 'u1'}},
        ]
    }
    failure_analysis = {'failure_step': 1, 'prevention': 'call cancel_subscription(user="u1") instead'}
    pair = trajectory_to_training_pair(failed_traj, failure_analysis)
    print('Training input:')
    print(pair['input'])
    print('Expected output:', pair['output'])

Réglage fin à partir des trajectoires

Une fois que vous disposez d'un nombre suffisant de paires d'entraînement de haute qualité (généralement 50 à 500 pour une tâche étroite), vous pouvez effectuer le réglage fin d'un modèle plus petit afin qu'il assimile les schémas de réussite. L'API de réglage fin d'OpenAI accepte des fichiers JSONL au format messages.

import json

def export_fine_tuning_jsonl(
    training_pairs: list,
    output_file: str,
    system_prompt: str = 'You are an efficient AI agent.'
):
    with open(output_file, 'w') as f:
        for pair in training_pairs:
            record = {
                'messages': [
                    {'role': 'system', 'content': system_prompt},
                    {'role': 'user', 'content': pair['input']},
                    {'role': 'assistant', 'content': pair['output']}
                ]
            }
            f.write(json.dumps(record) + '\n')
    print(f'Exported {len(training_pairs)} training pairs to {output_file}')

# Upload via OpenAI API (pseudocode):
# client.files.create(file=open('train.jsonl','rb'), purpose='fine-tune')
# client.fine_tuning.jobs.create(training_file='file-id', model='gpt-4o-mini')

if __name__ == '__main__':
    import tempfile, os
    pairs = [{'input': 'Task: Cancel subscription\n\nNext action:', 'output': 'cancel_subscription(user="u1")'}]
    out_path = os.path.join(tempfile.gettempdir(), 'demo_training.jsonl')
    export_fine_tuning_jsonl(pairs, out_path)

Filtrer la qualité des trajectoires

Toutes les trajectoires réussies ne se valent pas. Une trajectoire qui a réussi après 15 nouvelles tentatives est plus bruitée qu'une trajectoire qui a réussi du premier coup. Filtrez-les selon leur efficacité : réussite en un nombre minimal d'étapes, score final élevé et absence de résultats intermédiaires inventés.

def filter_high_quality_trajectories(
    trajectories: list,
    max_steps: int = 8,
    min_score: float = 0.85
) -> list:
    high_quality = []
    for traj in trajectories:
        if traj['outcome'] != 'success':
            continue
        if traj['final_score'] < min_score:
            continue
        if len(traj['steps']) > max_steps:
            continue
        high_quality.append(traj)

    # Sort by (score DESC, steps ASC)
    high_quality.sort(
        key=lambda t: (-t['final_score'], len(t['steps']))
    )
    print(f'High-quality trajectories: {len(high_quality)} / {len(trajectories)}')
    return high_quality

if __name__ == '__main__':
    trajectories = [
        {'outcome': 'success', 'final_score': 0.92, 'steps': [1, 2, 3]},
        {'outcome': 'failure', 'final_score': 0.10, 'steps': [1]},
        {'outcome': 'success', 'final_score': 0.60, 'steps': [1, 2]},
    ]
    filter_high_quality_trajectories(trajectories)

Comparer les trajectoires pour en tirer des enseignements

Comparer une trajectoire réussie et une trajectoire ayant échoué pour un même type de tâche révèle précisément où elles ont divergé. Le point de divergence est l'endroit où l'amélioration de la prise de décision de l'agent aura le plus d'effet.

def compare_trajectories(success_traj: dict, failure_traj: dict) -> dict:
    s_steps = {s['step_index']: s for s in success_traj['steps']}
    f_steps = {s['step_index']: s for s in failure_traj['steps']}

    divergences = []
    for idx in sorted(set(s_steps) & set(f_steps)):
        s_action = s_steps[idx]['action_name']
        f_action = f_steps[idx]['action_name']
        if s_action != f_action:
            divergences.append({
                'step': idx,
                'success_action': s_action,
                'failure_action': f_action
            })
            break  # First divergence is most important

    return {
        'first_divergence': divergences[0] if divergences else None,
        'success_steps': len(s_steps),
        'failure_steps': len(f_steps)
    }

# Usage:
# comparison = compare_trajectories(good_traj, bad_traj)
# print('First divergence:', comparison['first_divergence'])

if __name__ == '__main__':
    good_traj = {'steps': [{'step_index': 0, 'action_name': 'search'}, {'step_index': 1, 'action_name': 'summarize'}]}
    bad_traj = {'steps': [{'step_index': 0, 'action_name': 'search'}, {'step_index': 1, 'action_name': 'delete'}]}
    comparison = compare_trajectories(good_traj, bad_traj)
    print('First divergence:', comparison['first_divergence'])

Boucle d'amélioration fondée sur les trajectoires

La boucle complète : exécuter l'agent → enregistrer la trajectoire → évaluer le résultat → stocker la trajectoire dans la bibliothèque → analyser les échecs → créer des paires d'entraînement → effectuer un réglage fin ou mettre à jour les invites → exécuter l'agent amélioré → enregistrer la nouvelle trajectoire. Chaque cycle améliore l'agent.

class TrajectorySelfImprovement:
    def __init__(self, agent_id: str):
        self.agent_id = agent_id
        self.trajectory_lib = []

    def run_and_record(self, task: str, agent_fn) -> Trajectory:
        traj = Trajectory(
            trajectory_id=f'{self.agent_id}_{len(self.trajectory_lib)}',
            task=task
        )
        result = agent_fn(task, traj)  # agent_fn appends steps to traj
        # Evaluate result (e.g., via reflection or user rating)
        score = evaluate_result(result)
        if score >= 0.7:
            traj.mark_success(score)
        else:
            traj.mark_failure('Low quality score')
        save_trajectory(traj)
        self.trajectory_lib.append(traj)
        return traj

    def improvement_cycle(self, client):
        failed = [t for t in self.trajectory_lib if t.outcome == 'failure']
        if len(failed) >= 10:
            taxonomy = build_failure_taxonomy([vars(t) for t in failed], client)
            print('Improvement cycle complete:', taxonomy)

def evaluate_result(result: str) -> float:
    return 0.8  # placeholder

Vérification des connaissances

Quel est l'objectif principal de l'analyse des trajectoires ayant échoué ?

Récapitulatif : auto-amélioration fondée sur les trajectoires

Bravo ! Voici les points essentiels de cette leçon :

  • Trajectoire : séquence d'étapes (état, action, résultat) du début à la fin
  • Trajectoires réussies : exemples de démonstration insérés avant des tâches similaires
  • Trajectoires ayant échoué : analysées pour identifier les modes d'échec → paires d'entraînement → réglage fin
  • Filtrage de la qualité : privilégier les trajectoires réussies courtes et obtenant un score élevé
  • Boucle d'amélioration : exécuter → enregistrer → analyser → effectuer un réglage fin → exécuter la version améliorée

Ensuite : les problèmes possibles de l'auto-amélioration — détournement de la récompense, décalage de distribution et garde-fous.

Questions Fréquemment Posées

La leçon « Auto-amélioration fondée sur les trajectoires » est-elle gratuite ?

Oui — le texte complet de « Auto-amélioration fondée sur les trajectoires » est gratuit à lire ici sur le web. Pour la pratiquer de manière interactive (un éditeur de code intégré et un tuteur IA 24/7) et déverrouiller le reste du cours AI Agents, passe à CoddyKit PRO. Le cours AI Agents comprend 4 leçons au total.

Qu'est-ce que j'apprendrai dans « Auto-amélioration fondée sur les trajectoires » ?

Apprendre des séquences d’actions réussies et échouées pour affiner les comportements futurs. Tu pratiques AI Agents avec du code pratique que tu exécutes directement dans le navigateur, et un tuteur IA 24/7 répond à tes questions au fur et à mesure que tu avances dans la leçon.

Dois-je avoir de l'expérience pour commencer AI Agents ?

Aucune expérience préalable n'est requise. AI Agents sur CoddyKit est structuré pour les débutants jusqu'aux apprenants avancés, donc tu peux commencer ici ou depuis le début et avancer à ton rythme. Ceci est la leçon 3 sur 4.

Combien de temps prend la leçon « Auto-amélioration fondée sur les trajectoires » ?

La plupart des leçons CoddyKit prennent environ 5–10 minutes. Chacune est courte et interactive, tu progresses régulièrement et tu repiques exactement où tu t'es arrêté sur le web et l'app.

Peux-tu écrire et exécuter du code dans cette leçon AI Agents ?

Oui. Chaque leçon AI Agents inclut un éditeur de code intégré, tu écris et exécutes du vrai code directement dans ton navigateur et tu reçois des retours IA instantanés — aucune configuration locale requise.

Toutes les leçons de ce cours

  1. Collecte et stockage des retours
  2. Boucles de réflexion et d’autocritique
  3. Auto-amélioration fondée sur les trajectoires
  4. Quand l’auto-amélioration tourne mal
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