GUI-CIDER: Mid-training GUI Agents via Causal Internalization and Density-aware Exemplar Reselection

TL;DR

GUI-CIDER通过因果内化和密度感知示例重选中期训练GUI代理,提升任务成功率9.70%。

cs.CL 🔴 高级 2026-05-27 3 次浏览
Zheng Wu Chengcheng Han Zhengxi Lu Tianjie Ju Yanyu Chen Qi Gu Xunliang Cai Zhuosheng Zhang
因果内化 示例重选 中期训练 GUI代理 多模态模型

核心发现

方法论

GUI-CIDER采用三阶段方法:数据合成、示例重选和中期训练。数据合成阶段提取静态规划和动态因果知识;示例重选阶段通过因果结构奖励和语义冗余惩罚筛选数据;中期训练阶段利用精炼数据嵌入知识。

关键结果

  • 在GUI知识基准和任务完成基准上,GUI-CIDER使任务成功率平均提高9.70%,在8B规模的代理上接近Claude-Sonnet-4.5水平。
  • 在MMBench-GUI L1基准上,GUI-CIDER-8B显著优于基线,表明其提升了GUI内容理解能力。
  • 消融研究显示,去除示例重选阶段会显著降低SR,表明该阶段的重要性。

研究意义

GUI-CIDER通过中期训练显著提升了GUI代理的世界知识内化能力,解决了现有方法中因缺乏显性学习而导致的效率低下问题。此方法为多模态大语言模型在GUI操作中的应用提供了新的思路。

技术贡献

GUI-CIDER在因果内化和示例重选方面的创新,使其在不依赖外部支架的情况下显著提升了GUI代理的任务完成能力和知识理解能力,提供了新的工程可能性。

新颖性

GUI-CIDER是首个通过因果内化和密度感知示例重选实现GUI代理中期训练的方法,区别于传统的后期训练方法,显性地内化了GUI世界知识。

局限性

  • 由于计算资源限制,GUI-CIDER在中期训练阶段使用了LoRA而非全参数调优,可能影响性能。
  • 模型参数仅限于4B到8B,未验证更大规模模型的效果。

未来方向

未来研究可探索在全参数调优下的效果,并扩展到更大规模的模型,以进一步提升GUI代理的知识内化能力。

AI 总览摘要

尽管多模态大语言模型在构建GUI代理方面取得了快速进展,但其在实际任务完成中因缺乏GUI操作的世界知识而受到限制。现有解决方案通常依赖于昂贵的多代理支架或传统的后期训练范式,如监督微调和强化学习。然而,这些方法仅允许代理通过动作注释或奖励信号隐性地吸收世界知识,导致效率低下的轨迹记忆,而非真正的理解。

为了解决这一问题,我们提出了GUI-CIDER,一种通过因果内化和密度感知示例重选显性内化GUI世界知识的中期训练方法。GUI-CIDER在三个阶段中操作:数据合成阶段提取静态规划和动态因果知识;示例重选阶段通过因果结构奖励和语义冗余惩罚筛选数据;中期训练阶段利用精炼数据嵌入知识。

在两个GUI知识基准和三个任务完成基准上的广泛实验表明,GUI-CIDER持续提高了代理对GUI操作的理解和任务成功率。研究结果表明,知识扩展是实现更强大GUI代理的有前途的途径。

深度解读

原文摘要

Despite the rapid progress of multimodal large language models in building Graphical User Interface (GUI) agents, their real-world task completion is fundamentally bottlenecked by a lack of world knowledge about GUI operations. Existing solutions typically rely on expensive multi-agent scaffolding or conventional post-training paradigms, such as Supervised Fine-Tuning (SFT) and Reinforcement Learning (RL). However, post-training only allows agents to implicitly absorb world knowledge through action annotations or reward signals, leading to inefficient trajectory memorization rather than genuine comprehension. Therefore, an approach that enables explicit learning of this knowledge is imperative. To this end, we propose GUI-CIDER, a mid-training method that explicitly internalizes GUI world knowledge through Causal Internalization and Density-aware Exemplar Reselection. GUI-CIDER operates in three stages: (1) data synthesis, which distills static planning and dynamic causal knowledge from GUI trajectories into text; (2) exemplar reselection, which filters the corpus by rewarding causal structures and penalizing semantic redundancy; and (3) mid-training, where the refined data is used to embed the acquired knowledge. Extensive experiments on two GUI knowledge benchmarks and three task completion benchmarks demonstrate that GUI-CIDER consistently improves both the agent's understanding of GUI operations and its task success rates.The codes are available at https://github.com/Wuzheng02/GUI-CIDER.

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