Summary

CoAct-1 把 coding 作为与 GUI 操作并列的一等 action:Orchestrator(o3)按子任务动态分派给 Programmer(o4-mini,写 Python/Bash 与 OS 后端交互)或 GUI Operator(OpenAI computer-use-preview),在 OSWorld 达到 60.76% SOTA,且平均步数降到 10.15(GTA-1 为 15.22)——用一段脚本替换长串易错的点击序列同时提升成功率与效率。

Problem & Motivation

纯 GUI 的 computer-use agent 在长程任务上既低效又脆弱:文件管理、表格处理等任务需要长而精确的点击序列,视觉 grounding 歧义(相似图标/菜单)加上误差随步数累积,一次 mis-click 即可毁掉整个任务。已有的 planner 增强路线(GTA-1、Agent S2 等)只改善任务分解,执行仍全部走 GUI,没有从根上解决动作模态本身的低效。作者主张扩展动作空间:A = A_GUI ∪ A_Code,让本质上是后端操作的子任务直接用代码一步完成。

Method

三 agent 层级系统(基于 AG2 实现):

  • Orchestrator(o3):meta-policy,不直接接触 OS。分解目标、判断每个子任务该走代码还是 GUI,接收执行摘要 + 最新截图后动态重规划;判定完成则终止。系统 prompt 强制”文件操作必须先试 Programmer""结果核验由 Orchestrator 自己看截图做”。
  • Programmer(o4-mini):与 code interpreter 多轮交互(上限 20 轮),写 Python/Bash 脚本操作文件系统/数据/环境配置,根据执行反馈自我修正。
  • GUI Operator(OpenAI computer-use-preview):标准 perception-action 循环(上限 25 步),处理必须可视化交互的前端操作。
  • 记忆隔离:Orchestrator 持长期记忆(目标 + 各子任务摘要 + 截图);执行 agent 只有子任务内的短期工作记忆,完成后即清空,摘要由 o4-mini summarizer 压缩后上交。Orchestrator 轮数上限 15,理论步数上限 375,实际 150 步内早停。

Key Results

全部来自全文:

  • OSWorld (369 tasks, verified)60.76%(150 步预算),超 Agent S2.5 w/ o3(55.98%)、GTA-1-7B w/ o3(53.07%)、Jedi-7B w/ o3(50.98%);100 步时已达 59.93%,超所有 baseline 的最终成绩。分类上 Office 64.80%、OS 75.00%、Multiple Apps 47.87%(intro 提及 Calc 70.21%、VS Code 78.26%),程序化控制受益最大的正是纯 GUI agent 历来最脆的类别。
  • WindowsAgentArena (154 tasks)52.5%(100 步),远超 Agent S2(29.8%)、NAVI(19.5%);Windows System 83.3%、Windows Utils 77.7%。
  • 效率:平均 10.15 步/成功任务,vs GTA-1 15.22、UI-TARS 14.90;OpenAI CUA 4o 虽只 6.14 步但 SR 仅 31.40%。失败率与所需步数正相关——减少步数本身就是减少出错机会。
  • 模态 ablation:Programmer-only 35.73%(平均仅 1.14 步,极高效但覆盖面窄);GUI-only 50.68%(11.20 步);混合 60.76%(10.15 步)。两种模态互补而非替代。
  • Backbone ablation:Orchestrator/Programmer 用 o4-mini/o4-mini → 43.43%;o3/o3 → 58.72%;o3/o4-mini → 60.76%(最优)。系统性能对 Orchestrator 推理能力最敏感。
  • 失败模式(附录 D):高层意图推理失败(如把 “debugging” 关联到 “focusEditorOnBrake” 设置)、歧义 query(改了 workspace 而非 global 设置)、reflection 盲区(GUI Operator 中间步骤出错被后续操作遮蔽,最终截图看不到)、Orchestrator/GUI Operator 幻觉(预测未打开网页的内容、想象任务已完成)。

Strengths & Weaknesses

亮点

  • 问题定位准确:不是”planner 不够强”而是”GUI 动作模态本身低效脆弱”,A_GUI ∪ A_Code 的 hybrid action space 是简洁且第一性的解法。Programmer-only 平均 1.14 步 vs GUI-only 11.20 步的对比非常有说服力。
  • 同时提升 SR 与效率的双赢少见(多数方法用更多步数换 SR),“步数越多失败率越高”给出因果解释:代码压缩轨迹长度本身就降低误差累积。
  • 失败分析诚实且具体(reflection 盲区是系统设计固有缺陷而非模型问题,作者未回避)。
  • 跨 OS(Ubuntu + Windows)验证了范式可迁移。

局限

  • 全 closed-source backbone(o3 + o4-mini + computer-use-preview),成绩与 OpenAI 模型能力强耦合,无法区分”架构贡献”与”模型贡献”;无开源模型配置的对照。
  • 无 training,纯 prompt 工程 + 编排;三个 agent 的 prompt 含大量任务特定规则(如”新 sheet 必须叫 Sheet1/Sheet2”),有向 OSWorld evaluator 过拟合的嫌疑(推测)。
  • coding action 依赖任务本质可程序化(文件/表格/配置),对纯视觉交互任务(Daily 类 66.51% vs Jedi 65.25%)优势不明显。
  • reflection 机制只回传最终截图,中间状态错误不可见——作者自己指出这是失败源之一,但未给出修复。

Mind Map

mindmap
  root((CoAct-1))
    Problem
      纯 GUI 动作低效脆弱
      误差随步数累积
      planner 路线不改动作模态
    Method
      A_GUI ∪ A_Code 混合动作空间
      Orchestrator o3 分派
      Programmer o4-mini 多轮编码
      GUI Operator CUA 前端交互
      层级隔离记忆+摘要上交
    Results
      OSWorld 60.76% SOTA
      WAA 52.5%
      平均 10.15 步 vs GTA-1 15.22
      ablation: 代码 35.73 / GUI 50.68 / 混合 60.76

Notes

  • 与 ComputerRL(2508,API-GUI 混合动作 + RL 训练)同期同思路:都在打破”GUI 动作唯一”假设,区别是 CoAct-1 走多 agent 编排(无训练)、ComputerRL 走端到端 RL。可在 survey 中作为 “hybrid action space” 一节的两条实现路线对比。
  • “Orchestrator 能力主导系统性能”(o4-mini→o3 提升 15 个点)与 planner-grounder 文献中 “planner 是瓶颈” 的结论一致。