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@koji0705(河村 康治)

Agentic AIを学びたい(Step6：Stateで取得済みを管理する)

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Posted at

はじめに

前回の記事の続きです。今回は、取得済みの情報を Agent の State に持たせます。

前回は while (true) で、tool_call なら Tool を実行し、final なら本文で終わっていました。
Agentic AIを学びたい(Step5：Agent Loopで終わるまで繰り返す)

本文が返っただけでは終わらせません。予定・天気・移動の三つが State 上で取得済みのときだけ、回答として終了します。取得済みの Tool は、もう一度呼ばれても実行しません。

毎ターン、その時点の State を System Prompt のうしろに足して LLM に渡します。古い State は会話に残しません。

今回の実行では、State が次のように進みました。

予定は未取得 / 天気は未取得 / 移動は未取得
予定は取得済み / 天気は未取得 / 移動は未取得
予定は取得済み / 天気は取得済み / 移動は未取得
予定は取得済み / 天気は取得済み / 移動は取得済み

三つが取得済みになってから、傘と 18:20 出発の本文が返って終了しました。

成果物

npm start

> start
> tsx src/index.ts

モデル: openai/gpt-4o-mini

--- User Prompt ---

今日どう動けばいい？

--- State ---
予定は未取得 / 天気は未取得 / 移動は未取得
{
  "scheduleChecked": false,
  "weatherChecked": false,
  "routeChecked": false,
  "destination": null,
  "eventTime": null,
  "weather": null,
  "duration": null
}

--- 1回目のLLM ---
getSchedule({"date":"今日"})

--- Tool Result ---
19:00 梅田で食事

--- State ---
予定は取得済み / 天気は未取得 / 移動は未取得
{
  "scheduleChecked": true,
  "weatherChecked": false,
  "routeChecked": false,
  "destination": "梅田",
  "eventTime": "19:00",
  "weather": null,
  "duration": null
}

--- 2回目のLLM ---
getWeather({"location":"梅田","time":"19:00"})

--- Tool Result ---
18:00から雨

--- State ---
予定は取得済み / 天気は取得済み / 移動は未取得
{
  "scheduleChecked": true,
  "weatherChecked": true,
  "routeChecked": false,
  "destination": "梅田",
  "eventTime": "19:00",
  "weather": "18:00から雨",
  "duration": null
}

--- 3回目のLLM ---
getRoute({"origin":"自宅","destination":"梅田"})

--- Tool Result ---
30分

--- State ---
予定は取得済み / 天気は取得済み / 移動は取得済み
{
  "scheduleChecked": true,
  "weatherChecked": true,
  "routeChecked": true,
  "destination": "梅田",
  "eventTime": "19:00",
  "weather": "18:00から雨",
  "duration": "30分"
}

--- 回答 ---
終了条件: 予定・天気・移動が揃い、本文が返った

予定は19:00に梅田で食事です。18:00から雨が予想されているので、傘が必要です。家を出る時刻は18:20です。

シーケンス図

1回目の前
  予定は未取得 / 天気は未取得 / 移動は未取得
  getSchedule
  destination: 梅田
  eventTime: 19:00

2回目の前
  予定は取得済み / 天気は未取得 / 移動は未取得
  getWeather
  weather: 18:00から雨

3回目の前
  予定は取得済み / 天気は取得済み / 移動は未取得
  getRoute
  duration: 30分

4回目
  三つとも取得済み
  final
  傘と 18:20 出発

終了条件は次の2つです。

1. 予定・天気・移動が取得済みで、本文が返った
2. 8回を超えた

本文だけが先に返っても、State が揃っていなければ終了しません。

ディレクトリ構成

増えたのは src/agent/state.ts です。

agentic_ai_study/
├─ src/
│  ├─ index.ts
│  ├─ env.ts
│  ├─ agent/
│  │  ├─ prompts.ts         未取得の Tool だけ呼ぶ指示
│  │  ├─ state.ts           取得済みと、場所・時刻・天気・移動時間
│  │  └─ runtime.ts         State を渡す、再実行防止、終了判定
│  ├─ llm/
│  │  ├─ openrouter.ts
│  │  └─ types.ts
│  └─ tools/
│     ├─ schedule.ts
│     ├─ weather.ts
│     ├─ route.ts
│     └─ execute.ts
├─ .env
├─ package.json
└─ tsconfig.json

npm start
  └─ tsx src/index.ts
       └─ agent/runtime.ts
            ├─ agent/state.ts
            └─ while (true)

コード

変わったファイルを載せます。

src/agent/state.ts

import type { RouteResult } from "../tools/route.js";
import type { ScheduleResult } from "../tools/schedule.js";
import type { WeatherResult } from "../tools/weather.js";

export type AgentState = {
  scheduleChecked: boolean;
  weatherChecked: boolean;
  routeChecked: boolean;
  destination: string | null;
  eventTime: string | null;
  weather: string | null;
  duration: string | null;
};

export function createState(): AgentState {
  return {
    scheduleChecked: false,
    weatherChecked: false,
    routeChecked: false,
    destination: null,
    eventTime: null,
    weather: null,
    duration: null,
  };
}

export function isReadyToAnswer(state: AgentState): boolean {
  return state.scheduleChecked && state.weatherChecked && state.routeChecked;
}

export function alreadyChecked(state: AgentState, name: string): boolean {
  switch (name) {
    case "getSchedule":
      return state.scheduleChecked;
    case "getWeather":
      return state.weatherChecked;
    case "getRoute":
      return state.routeChecked;
    default:
      return false;
  }
}

export function describeState(state: AgentState): string {
  const mark = (checked: boolean) => (checked ? "取得済み" : "未取得");
  return [
    `予定は${mark(state.scheduleChecked)}`,
    `天気は${mark(state.weatherChecked)}`,
    `移動は${mark(state.routeChecked)}`,
  ].join(" / ");
}

export function applyToolResult(state: AgentState, name: string, result: unknown): void {
  if (name === "getSchedule") {
    const schedule = result as ScheduleResult;
    const event = schedule.events[0];
    state.scheduleChecked = true;
    state.eventTime = event?.time ?? null;
    state.destination = event?.location ?? null;
    return;
  }

  if (name === "getWeather") {
    const weather = result as WeatherResult;
    state.weatherChecked = true;
    state.weather = weather.forecast;
    return;
  }

  if (name === "getRoute") {
    const route = result as RouteResult;
    state.routeChecked = true;
    state.duration = route.duration;
  }
}

export function skippedResult(state: AgentState, name: string): unknown {
  return {
    skipped: true,
    reason: "取得済みのため再実行しない",
    tool: name,
    state,
  };
}

src/agent/prompts.ts

export const USER_PROMPT = "今日どう動けばいい？";

export const SYSTEM_PROMPT = `あなたは外出前の準備を手伝うアシスタントです。
まず予定を getSchedule で確認してください。
予定に外出先と時刻がある場合は、次に getWeather でその場所と時刻の天気を確認してください。
出発地は自宅です。目的地が分かったら getRoute で移動時間を確認してください。
一度の応答では Tool を1つだけ呼んでください。
各ターンで渡す State を見て、未取得の Tool だけ呼んでください。取得済みの Tool は呼ばないでください。
予定も天気も移動時間も、Tool の結果が出るまで推測してはいけません。
結果が揃ったら、予定、傘の要否、家を出る時刻を日本語で短く答えてください。
出発時刻は、予定の時刻から移動時間を引き、さらに10分早く出てください。`;

src/agent/runtime.ts

import { requireEnv } from "../env.js";
import { callOpenRouter } from "../llm/openrouter.js";
import type { AssistantReply, ChatMessage, ChatResponse, ToolCall } from "../llm/types.js";
import { executeTool, tools } from "../tools/execute.js";
import { SYSTEM_PROMPT, USER_PROMPT } from "./prompts.js";
import {
  alreadyChecked,
  applyToolResult,
  createState,
  describeState,
  isReadyToAnswer,
  skippedResult,
} from "./state.js";

const MAX_TURNS = 8;

type AgentResponse =
  | { type: "final"; content: string }
  | { type: "tool_call"; calls: ToolCall[] };

function readMessage(response: ChatResponse): AssistantReply {
  const message = response.choices?.[0]?.message;
  if (!message) {
    throw new Error("応答に choices[0].message がありません");
  }
  return message;
}

function toAgentResponse(message: AssistantReply): AgentResponse {
  const calls = message.tool_calls ?? [];
  if (calls.length > 0) {
    return { type: "tool_call", calls };
  }
  if (!message.content) {
    throw new Error("応答に tool_calls も content もありません");
  }
  return { type: "final", content: message.content };
}

export async function run(): Promise<void> {
  console.log("モデル:", requireEnv("MODEL_NAME"));
  console.log("\n--- User Prompt ---\n");
  console.log(USER_PROMPT);

  const messages: ChatMessage[] = [
    { role: "system", content: SYSTEM_PROMPT },
    { role: "user", content: USER_PROMPT },
  ];
  const state = createState();

  let turn = 0;

  while (true) {
    turn += 1;
    if (turn > MAX_TURNS) {
      throw new Error(`終了条件: ${MAX_TURNS}回を超えたため終了しました`);
    }

    console.log("\n--- State ---");
    console.log(describeState(state));
    console.log(JSON.stringify(state, null, 2));

    const [system, ...history] = messages;
    const message = readMessage(
      await callOpenRouter(
        [
          {
            role: "system",
            content: `${system?.content ?? ""}\n\n現在のState:\n${JSON.stringify(state, null, 2)}\ntrue の項目は取得済みです。未取得のものだけ呼び、三つとも true なら回答してください。`,
          },
          ...history,
        ],
        tools,
      ),
    );
    console.log("\n--- LLM Response ---");
    console.log(JSON.stringify(message, null, 2));
    console.log("\n--- Tool Calls ---");
    console.log(JSON.stringify(message.tool_calls ?? [], null, 2));

    const response = toAgentResponse(message);

    if (response.type === "final") {
      if (!isReadyToAnswer(state)) {
        console.log("\n終了しない: State がまだ揃っていない");
        messages.push({ role: "assistant", content: response.content });
        messages.push({
          role: "user",
          content: "State を見て、未取得の情報を Tool で取得してください。",
        });
        continue;
      }

      console.log("\n--- 回答 ---");
      console.log("終了条件: 予定・天気・移動が揃い、本文が返った");
      console.log("取り出し元: choices[0].message.content\n");
      console.log(response.content);
      return;
    }

    console.log(`\n--- ${turn}回目のLLM ---`);
    console.log("取り出し元: choices[0].message.tool_calls\n");

    messages.push({
      role: "assistant",
      content: message.content ?? null,
      tool_calls: response.calls,
    });

    for (const call of response.calls) {
      const args = JSON.parse(call.function.arguments) as unknown;
      const skipped = alreadyChecked(state, call.function.name);
      const result = skipped ? skippedResult(state, call.function.name) : executeTool(call);

      if (skipped) {
        console.log(`再実行をスキップ: ${call.function.name}`);
      } else {
        applyToolResult(state, call.function.name, result);
        console.log(`${call.function.name}(${JSON.stringify(args)})`);
      }

      console.log("\n--- Tool Result ---");
      console.log(JSON.stringify(result, null, 2));
      console.log("\n--- State ---");
      console.log(describeState(state));
      console.log(JSON.stringify(state, null, 2));

      messages.push({
        role: "tool",
        tool_call_id: call.id,
        name: call.function.name,
        content: JSON.stringify(result),
      });
    }
  }
}
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