一直以来，让 AI 成为手机操作助手都是一项颇具挑战性的任务。在该场景下，AI 需要根据用户的要求自动操作手机，逐步完成任务。

随着多模态大语言模型（Multimodal Large Language Model，MLLM）的快速发展，以 MLLM 为基础的多模态 agent 逐渐应用于各种实际应用场景中，这使得借助多模态 agent 实现手机操作助手成为了可能。

本文将介绍一篇最新的利用多模态 agent 实现 AI 操作手机的研究《Mobile-Agent: Autonomous Multi-Modal Mobile Device Agent with Visual Perception》。

• 论文地址：https://arxiv.org/abs/2401.16158v1
• 项目地址：https://github.com/X-PLUG/MobileAgent

能力展示

首先为大家介绍 Mobile-Agent 可以自动做哪些有趣的任务。

下面是一个在 YouTube 里找相关视频并发表评论的例子，用户的要求是在 YouTube 里搜索视频，找到一个和某个明星相关的视频，然后发表评论。在整个过程中，Mobile-Agent 没有出现任何错误、不必要或无效的操作，完美地完成了任务。

接下来是一个操作多 App 的例子，用户的要求是先去查询今天的比赛结果，然后根据结果写一个新闻。这个任务的挑战性在于，前后要使用两个 App 完成两个子任务，并且需要将第一个子任务的结果作为第二个子任务的输入。Mobile-Agent 首先完成了查询比赛结果，随后退出浏览器并打开笔记，最后将比赛结果精准地写出，并以新闻的方式呈现。

最后展示一个短视频平台评论的例子，用户的需求是在短视频平台中刷视频，如果刷到了宠物猫相关的视频，就点一个喜欢。在该例子中，Mobile-Agent 出现了两次错误的操作（红色字体指示），然而 Mobile-Agent 及时感知到了错误并且采取了补救措施，最终也完成了任务。

从上述的例子中可以看出，Mobile-Agent 有以下三个能力：

（1）操作定位。对于需要点击特定图标和文本的操作，Mobile-Agent 能够准确点击到对应的位置。

（2）自我规划。根据用户指令和当前屏幕截图，Mobile-Agent 能够自动规划每一步的任务，直到任务完成。

（3）自我反思。如果出现了错误操作或者无效操作，Mobile-Agent 能够及时发现问题并进行补救。

方法

这里详细介绍一下 Mobile-Agent 的设计思路，展示上述三个能力是如何实现的。

操作空间

为了便于将文本描述的操作转化为屏幕上的操作，Mobile-Agent 生成的操作必须在一个定义好的操作空间内。这个空间共有 8 个操作，分别是：

1. 打开 App（App 名字）
2. 点击文本（文本内容）
3. 点击图标（图标描述）
4. 打字（文本内容）
5. 上翻、下翻
6. 返回上一页
7. 退出 App
8. 停止

其中，点击文本和点击图标是两个需要操作定位的操作，因此 Mobile-Agent 在使用这两个操作时，必须输出括号内的参数，以实现定位。

操作定位

在大多数情况下，MLLM 已经具备基本的操作手机的能力，在提供手机截图和用户指令后，这些模型往往能够生成正确的操作。然而，MLLM 的操作定位能力十分有限，这体现在：虽然 MLLM 可以产生正确的操作，但当要求 MLLM 输出这些操作将要在屏幕上发生的位置时，MLLM 往往无法提供准确的坐标。现有工作表明，即使是最先进的 GPT-4V，也无法提供准确的操作坐标。

虽然仅通过 MLLM 无法实现自动化操作，但是我们可以利用 MLLM 产生的正确操作，通过额外的操作定位工具实现操作定位。在 Mobile-Agent 中，一共使用了两种视觉感知工具，分别是文字识别模块和图标识别模块，如下图所示：

对于文本定位，Mobile-Agent 借助 OCR 工具来定位出指定文本。如果指定文本在屏幕中多次出现，则会将这些区域裁剪出来并绘制检测框，OCR 工具返回的多个区域将会以多图输入的方式重新做一次选择。对于图标定位，Mobile-Agent 首先借助检测模型，使用检测词 “图标” 将屏幕中所有图标区域裁剪出来，随后根据 Mobile-Agent 提供的图标描述，利用 CLIP 计算这些裁剪区域于描述的相似度，并选择最高的区域作为点击的坐标。

自我规划

Mobile-Agent 以迭代方式完成每一步操作。在迭代开始之前，用户需要输入一个指令。我们根据指令生成整个流程的系统提示。在每次迭代开始时，Mobile-Agent 会获取手机屏幕的截图，通过观察系统提示、操作历史和当前屏幕截图，输出下一步操作。如果 Mobile-Agent 输出的是结束，则停止迭代；否则，继续新的迭代。Mobile-Agent 利用操作历史记录了解当前任务的进度，并根据系统提示对当前屏幕截图进行操作，从而实现迭代式自我规划流程。

自我反思

在迭代过程中，Mobile-Agent 可能会遇到错误，导致无法完成指令。为了提高指令的成功率，Mobile-Agent 引入了一种自我反思方法。这种方法将在两种情况下生效。第一种情况是生成了错误或无效的操作，导致进程卡住。当 Mobile-Agent 注意到某个操作后截图没有变化，或者截图显示了错误的页面时，它会尝试其他操作或修改当前操作的参数。第二种情况是忽略某些复杂指令的要求。当通过自我规划完成所有操作后，Mobile-Agent 会分析操作、历史记录、当前截图和用户指令，以确定指令是否已完成。如果没有，它需要继续通过自我规划生成操作。

实验

Mobile-Eval

为了全面评估 Mobile-Agent 的能力，作者引入了 Mobile-Eval，这是一个基于当前主流应用程序的 benchmark。Mobile-Eval 共包含 10 个移动设备上常用的应用程序。为了评估多应用程序使用能力，作者还引入了需要同时使用两个应用程序的指令。作者为每个应用程序设计了三种指令。第一条指令相对简单，只要求完成基本的应用程序操作。第二条指令在第一条指令的基础上增加了一些额外要求，使其更具挑战性。第三条指令涉及抽象的用户指令，即用户不明确指定使用哪个应用程序或执行什么操作，让 agent 自己做出判断。下面的表中介绍了 Mobile-Eval 中使用的应用程序和指令。

实验结果

下表中展示了 Mobile-Agent 的评测结果。其中 SU 代表指令是否完成，PS 代表正确操作占所有操作的比例，RE 代表 Mobile-Agent 和人类完成指令时分别用了多少步，CR 是 Mobile-Agent 能够完成的操作占人类操作的百分比。在 3 种指令上，分别达到了 91%、82% 和 82% 的成功率，在完成度上，3 种指令都达到了 90% 以上，并且 Mobile-Agent 可以达到 90% 人类的效果。值得注意的是，虽然 PS 平均只有 85% 左右，但是在总共的 33 个任务上，Mobile-Agent 能够完成 28 个，这也说明了自我反思的重要性，即使会出现错误操作，也能够及时发现并纠正，最终完成任务。

其他能力

下面两个例子展示了中文场景下的表现。虽然 GPT-4V 在中文识别上还有待加强，但是在文字不多的简单场景下 Mobile-Agent 也可以完成任务。

文章来自于微信公众号 “机器之心”