[筆記] AI agents for beginners 第九課: Metacognition Design Pattern 課後心得

Metacognition Design Pattern：AI 自我反思的力量

TL;DR

本篇文章介紹 AI 中的「後設認知設計模式」，即讓 AI Agent 具備「思考關於思考」的能力，能記錄使用者偏好、分析自身決策並隨時間持續改進。透過機票預訂的範例與程式碼展示，說明如何實作出能記憶、反思並適應不同情境與需求的智能代理。

摘要

這份簡報文件基於「How can AI agents improve?」的影片與課程內容，深入探討後設認知（Metacognition）在 AI Agent 提升能力中的核心角色。後設認知使 Agent 能夠自我反思、自我調整，提升透明性、適應性與決策品質，特別適用於需要理解上下文與長期偏好的場景。

後設認知的定義與應用

• 定義：「思考關於思考」，即讓 AI 不只反應輸入，還能反思自己的運作與回應邏輯。
• 應用：AI 可藉由數據與分析，識別錯誤、優化決策與規劃。

“AI agents can use data and analysis to identify errors and make improvements in its planning and responses.”

後設認知對 AI Agent 的優勢

• 持續進化：從使用者互動中學習、修正並成長。
• 推理透明：能表達其決策依據，更容易讓使用者信任。
• 適應環境：可根據使用情境動態調整策略。

“It allows agentic systems to be more transparent on its reasoning and decision making… making it more adaptable.”

✈️ 實例：預訂機票的後設認知應用

課程中以「幫我預訂最佳航班」為例，說明後設認知如何協助 AI 理解並持續考量使用者偏好（如價格、時間、航空公司等）作為決策依據。

“Metacognition comes into play… enabling the agent to reflect on this decision of how it’s defining the best flight.”

程式碼範例：追蹤客戶偏好

• Agent 內部維護 customerPreferences 物件，用以記錄使用者偏好。
• 每次建議前，都會先查閱這個偏好紀錄，讓回應更流暢、個人化。

“We want to make sure before it suggests anything… it goes back to this object.”

上下文與記憶的整合應用

• 上下文感知：Agent 能根據使用者壓力、時間等情境進行合適規劃。
• 跨對話記憶：即使是新對話，Agent 也能引用過去偏好做出更好建議。

“Based on your previous preferences for later flights, I’m going to suggest the 7:15 p.m. option.”

結論

後設認知設計模式是讓 AI 從「指令反應者」進化為「能自我學習、調整與解釋」的智慧系統關鍵。透過後設認知，Agent 不僅能更好地理解使用者，還能主動優化自己的回應品質與邏輯結構，使 AI 更貼近真實人類助理的行為模式。

雖然目前應用仍屬初步階段，但其潛力巨大，是開發高階 AI Agent 不可或缺的一環。

科普一下: 後設認知 (Metacognition)

筆者在攻讀研究所時，曾經修習過跟後設認知相關的課程，當時對於工程腦袋的我來說，後設認知要深入探討其實有點抽象。後設認知的概念最早是由心理學家約翰·弗拉維爾（John H. Flavell）在1970年代提出的。他指出，後設認知不僅僅是了解自己知道什麼，而是更深入地了解自己如何學習和思考。在教育研究中，後設認知具有重要意義，因為它直接影響學習效果。具備良好後設認知能力的學生能夠更有效地調整自己的學習策略，從而提高學習效率和成果。這種能力使學生能夠自我監控和自我調整，從而在學習過程中更加主動和自信。

當我們談論「後設認知」（Metacognition）時，我們指的是一種「思考自己的思考」的能力。這是一種自我監控和自我調節的過程，幫助我們更好地了解和控制自己的學習過程。想像你在學習一個新的概念。後設認知就像是你內心的導師，幫助你評估自己對這個概念的理解程度。它會提醒你哪些部分已經掌握，哪些部分需要更多練習或不同的學習策略。這種能力不僅包括對自己理解程度的評估，還包括選擇適合的學習方法、監控學習進度，以及在遇到困難時調整策略。簡單來說，後設認知就是讓你成為自己學習過程的「導演」，讓你更有效地學習和解決問題。這種能力可以幫助你在學術和日常生活中做出更明智的決策。