基于 AI Agent 的操作系統架構設計詳解 原創
歷史總是在眾目睽睽之下隱藏其最大的變革。當 MS-DOS 安靜地變成 Windows 3.1 時,很少有人會想到它將定義個人計算數十年。當 iOS 在 2008 年帶著一個小巧的應用商店推出時,它不僅為手機提供動力,還解鎖了整個行業。

現在,我們再次正處于另一次變革的邊緣:基于 AI 的操作系統平臺的崛起,這些平臺從一開始就以 AI 為主要參與者,而不是人類。利害關系巨大,控制主導 AI 操作系統的公司不僅會銷售軟件,還將控制自主智能的數字神經系統。
下文我們詳細剖析之。
一、為什么需要一種新的操作系統?
我們一直在使用的操作系統是以人為中心的:

- 界面:假設有人在閱讀、打字、點擊或輕觸。
- 文件系統:假設人類手動組織和檢索數據。
- 進程調度器:假設應用程序在人們打開它們時運行。
但 AI 的需求截然不同:
- 上下文,而不是點擊:AI 工作流程依賴于管理龐大且不斷變化的上下文窗口,而不是用戶界面窗口。
- 持久、自適應的內存:與人類會話在注銷時結束不同,AI 需要多年語義記憶和技能保持。
- 自主進程管理:任務由目標、事件或環境信號觸發,而不是用戶操作。
- 豐富的工具操作空間:AI 不會打開 Photoshop;它會調用圖像編輯 API,將結果通過字幕生成器傳遞,并將它們發布到社交媒體,一氣呵成。
二、基于 AI 操作系統的內核架構剖析
AI 操作系統的整體架構如下所示:

1、AI 內核
AI 操作系統的核心是其 AI 內核,它不僅僅是像 Linux 或 Windows 那樣的 CPU 周期和內存分配的交通警察,而是推理的首席指揮官。它不只是說“運行這個程序”,而是說“運行這個思維鏈,引入合適的模型,并使它們協同工作”。

關鍵職責包括:
- 模型運行時管理:它可以同時處理多種 AI 模型,包括大語言模型(LLMs)、視覺模型、音頻模型以及專門微調的 AI 智能體,所有這些模型都并排運行。每個模型都有其自身的優勢,內核會選擇合適的一個(或組合)來完成任務。
- 推理調度:它不會將每個查詢都發送到同一個地方,而是智能地決定是在本地 GPU 上運行,發送到云端端點,還是使用邊緣加速器。
- 技能加載與卸載:需要翻譯古希臘語嗎?內核可以在需要時將該專業翻譯模型加載到內存中,然后在您完成任務后優雅地將其卸載以節省資源。
2、多層內存子系統
如果 AI 內核是腦干,那么多層內存系統就是海馬體、皮層和工作記憶的結合體。它超越了人類操作系統內存模型的 RAM → 磁盤 → 緩存。相反,它在語義層面上運行:

- 短暫上下文:“現在”的狀態:對話中的活躍提示詞或任務的即時細節。
- 工作記憶:中期焦點:活躍的項目、筆記和未完成的任務。它可以在重啟后存活,但會在過時后逐漸消失。
- 長期記憶:一個持久的向量數據庫,存儲您所見過、聽到過、編寫過或寫過的一切內容,以嵌入形式存儲,以便即時語義回憶。
- 程序記憶:預先學習的工作流程:“研究→總結→草擬→審查→發送”可以像調用函數一樣被觸發。
內存協調器決定:哪些值得保留?應該如何索引?何時相關?它既是圖書管理員,也是檔案管理員。
3、原生工具鏈和環境管理
忘掉龐大的應用程序吧。在 AI 操作系統中,你擁有原生工具,系統可以按需調用。這些是能力,而不是孤立的軟件孤島:
- API 集成:與客戶關系管理(CRM)、GitHub、Google Drive、數據庫等的無縫鏈接。
- 代碼執行沙箱:安全的空間,AI 可以在其中編寫和運行代碼,而不會危及你的系統。
- 機器人控制接口:如果它可以在現實世界中移動,AI 操作系統可以指導它。
- 模擬環境:用于規劃、測試和優化的沙箱“假設”世界。
4、多模態輸入/輸出結構
人類操作系統處理鍵盤、鼠標,也許還有麥克風。AI 操作系統則在一個連貫的數據空間中處理語言、視覺、聽覺等:

- 語言:基于 LLM 的閱讀、寫作和對話。
- 視覺:圖像識別、目標檢測、光學字符識別(OCR)。
- 音頻:語音轉文本、文本轉語音以及環境聲音分析。
- 視頻:逐幀分析以及對序列的時間推理。
- 傳感器數據:來自物聯網設備、GPS、生物識別、氣象站等。
5、自主進程和目標調度器
傳統操作系統等待你點擊。AI 操作系統每天早上醒來時會問:“我們今天的任務是什么?”
目標調度器:
- 接受高級目標(“計劃產品發布”)。
- 將它們分解為子任務。
- 將這些子任務分配給合適的 AI 智能體或工具。
- 并行運行推理鏈,合并結果,自動重試失敗的任務。
- 持續檢查進度是否符合截止日期和約束條件。
6、護欄和合規引擎
隨著自主性的增強,責任也相應增大。護欄確保 AI 操作系統遵循你和整個社會的規則:
- 對危險代碼執行進行沙箱隔離,以便實驗不會導致系統崩潰。
- 阻止非法操作,如不安全的 API 調用或未經授權的設備控制。
- 記錄每個 AI 智能體的決策,以便進行審計、調試和問責。
- 在每個推理管道中嵌入偏見檢測和公平性檢查。
AI 操作系統不僅僅是增強了 AI 的 Windows,在 Windows 中添加 Copilot 或在 macOS 中添加 Siri,就像在馬車上安裝 GPS 一樣--你仍然有那匹馬。AI 操作系統是為速度、自主性和人類從未想象過的路線而設計的汽車。

三、基于 AI 操作系統的 AI 原生程序剖析
1、AI 原生應用程序像什么?

如果今天的應用程序就像建筑物中的孤立房間,那么 AI 原生應用程序就像一個開放的單層空間中流動的空間,能夠在無需您穿過門的情況下傳遞對象、低語信息和重新排列自己。
在傳統操作系統中:
- 每個應用程序獨立運行。
- 數據共享需要明確的導出/導入或 API 集成。
- 應用程序很少自行思考。
在基于 AI 的操作系統中:
- 應用程序是共享認知網絡中的節點。
- 內存是全局的:每個應用程序都可以在獲得許可的情況下,從您歷史記錄、偏好設置和正在進行的任務的同一個語義存儲中提取信息。
- 應用程序具有自主性:它們可以感知何時需要它們,并在無需直接提示的情況下采取行動。
2、AI 原生應用程序的關鍵特征

第一、跨領域的共享狀態和內存
在 AI 操作系統中,你的電子郵件應用程序“知道”你項目跟蹤器中的內容。
示例:你收到一封關于交付物的電子郵件。你的 AI 原生項目經理會自動更新任務狀態并分配依賴項。
這種狀態融合意味著操作系統不是在處理 20 個不同的上下文;它是一個擁有多種技能的大腦。
第二、后臺操作
這些應用程序不僅僅是打開或關閉;它們始終以事件驅動的方式在監聽。
示例:你的 AI 文檔編輯器可能會在你未打開它的情況下開始總結你保存的新研究論文,因為它在你的日歷中看到了一個截止日期。
第三、自主協作
應用程序可以在操作系統的內部推理語言中相互交談,而不僅僅是通過脆弱的 API。
示例:你的旅行應用程序可以與你的財務應用程序協調,重新預訂更便宜的航班,并在你醒來之前確認日期是否適合您的日歷。
第四、情境感知用戶界面
界面僅在增加價值時才會出現。
示例:你不會打開天氣應用程序,但在你預訂戶外攝影時,它會輕輕出現,建議最佳的天氣和最佳光照的日期。
3、AI 操作系統世界中的示例場景
第一、電子郵件和日歷協同作用
你無需閱讀、解析并點擊“接受”邀請,你的 AI 操作系統會解析傳入的會議提議,在不同日歷之間協商最佳時間,并在有沖突時才通知你。
第二、個人財務作為積極的 AI 智能體
它不會只向你展示靜態的銀行對賬單, 你的財務代理會持續跟蹤交易,發現不尋常的支出,提出優化建議,甚至在后臺執行安全的資金重新分配(例如將閑置現金轉移到高利率賬戶)。
第三、無摩擦的創意協作
起草博客文章?你的寫作應用程序會自動調用圖像生成器以獲取相關圖形,通知搜索引擎優化(SEO)模塊進行優化,并將最終草稿安排在你的發布隊列中--無需切換標簽頁,無需“復制粘貼”。
4、未來的 RoadMap 設想
第一階段(現在)
在現有操作系統上添加 AI 智能體包裝器(LangGraph、AutoGPT、Devin)。
第二階段(1-3 年)
混合操作系統,AI 具有內核級權限和持久內存。
第三階段(3-5 年)
完全以 AI 為先的操作系統,不以人類為先的假設設計。
第四階段(5-10 年)
分布式、自我優化的 AI操作系統,運行在個人設備、云端和邊緣之間--一個持久的、無邊界的數字大腦。
當我們從打字機轉向計算機時,我們不僅僅是加快了打字速度--我們重新發明了寫作本身。當我們從人類操作系統轉向 AI 操作系統時,我們不僅僅是讓計算機更快地思考--我們將重新發明思考本身。操作系統將不再是你工作的地方。它將是您的人類和 AI 智力生活的地方。

好了,這就是我今天想分享的內容。
本文轉載自???玄姐聊AGI?? 作者:玄姐

















