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PalmClaw:面向手机的原生端侧智能体框架

PalmClaw:面向手机的原生端侧智能体框架

arXiv:2607.13027v1 [cs.CL] 2026年7月14日

项目下载地址:https://github.com/ModalityDance/PalmClaw/releases/latest

摘要

大语言模型(LLM)智能体已不再局限于文本生成,可通过调用工具、观测返回结果、迭代决策完成多步骤复杂任务。现有绝大多数智能体框架运行于桌面端或云端服务器,依托工具链实现任务自动化。手机是极具价值的智能体运行载体:普及率极高,存储用户隐私数据、搭载各类传感器与日常应用。

现有移动端智能体普遍基于图形界面(GUI)操作实现控制,通过点击、滑动、输入完成指令,存在三大缺陷:① 高层任务会拆解为超长界面操作序列,页面布局变动极易失效;② 无法直接读取设备底层资源与传感器数据;③ GUI操作权限宽泛,缺少针对单任务的访问限制与执行边界管控。

本文提出PalmClaw——一套开源手机原生端侧智能体框架,会话管理、记忆存储、技能库、工具集、智能体循环全部在设备本地运行。框架将手机硬件能力封装为标准化设备工具,提供规范入参、结构化返回结果、细粒度执行边界约束。该设计让智能体直接调用手机原生能力,同时所有操作显式可控。
实验结果:对比最优基线,任务完成成功率相对提升11.5%,平均任务耗时降低94.9%;部署配置门槛更低,边界校验用例完整验证权限与文件访问管控逻辑。

关键词:端侧大模型;移动端智能体;设备原生工具;任务自动化;执行权限边界

1 引言

1.1 LLM智能体发展现状

基于LLM的智能体依托工具调用、环境观测、多轮迭代循环实现自主任务执行。面对复杂用户指令,智能体自动拆解子步骤、调用工具、观察反馈并持续迭代动作直至任务完成,可实现信息检索、文件管理、工作流自动化等复杂操作。

主流智能体框架(AutoGen、AgentScope、OpenClaw)将会话、记忆、技能、工具、推理循环全部部署在电脑或云端,依托桌面环境完成调度。

1.2 移动端部署智能体的核心价值

  • 普及度广:全球80%以上10岁以上人群拥有手机,无电脑设备的用户也可使用智能体;
  • 贴近用户数据:手机存储个人隐私、摄像头/麦克风/定位等传感器、高频日常App,端侧运行可直接调用本地资源,无需云端中转。
  • 1.3 现有移动端GUI智能体的固有缺陷

    当前移动端智能体均依赖屏幕点击、滑动、输入等GUI交互,存在三大短板:

  • 任务操作链冗长,界面布局微调即导致流程失效;
  • 无法直读本地文件、传感器等底层设备资源;
  • 界面操作权限无隔离,缺少单任务专属访问边界,存在隐私风险。
  • 终端原生智能体(Codex CLI、Claude Code、Gemini CLI)已证明标准化工具调用优于纯界面操作,本文将该思路落地移动端,提出PalmClaw。

    1.4 PalmClaw核心设计与核心贡献

    PalmClaw完整智能体逻辑全部运行在手机本地,通过设备工具封装硬件能力,提供标准化参数、结构化返回、权限/文件访问边界,无需外接电脑/云端调度。

    核心贡献
  • 开源移动端原生智能体框架PalmClaw,会话、记忆、技能、工具、推理循环全端侧部署;
  • 设计标准化设备工具层,统一封装手机硬件能力,内置细粒度执行边界校验;
  • 在MobileTask、AssistantBench双数据集完成完整评测,成功率提升11.5%、耗时降低94.9%;通过部署对比、边界用例验证低配置门槛与权限管控能力。
  • 2 相关工作

    2.1 通用智能体框架

    ReAct、Toolformer奠定推理+工具调用基础;AutoGen、AgentScope、OpenClaw封装完整智能体系统,但全部部署于电脑/云端。PalmClaw创新将全套智能体组件迁移至手机本地。

    2.2 移动端智能体研究

    现有移动端基准与系统:AndroidWorld、MobileAgentBench、Mobile-Bench、AgentCPM-GUI、Mobile-Agent-v3.5;ApkClaw、MobileClaw、ClawMobile均基于GUI界面操作实现手机控制。
    与上述工作区别:PalmClaw不依赖屏幕交互,直接在设备本地运行完整智能体框架,通过标准化设备工具调用底层硬件能力。

    3 框架整体设计

    3.1 整体架构概述

    PalmClaw所有任务执行组件运行于手机本地:会话模块管理多轮交互、持久记忆存储历史信息、技能库封装通用任务流程、设备工具对接手机硬件;智能体循环串联全部组件完成多轮推理与工具调用。
    LLM推理请求转发至远程API,上下文组装、工具执行、会话状态持久化完全保留在本地,整体打包为独立安卓应用。

    3.2 智能体核心组件

    (1)会话 Sessions

    统一管理三类输入:本地聊天消息、远程联动消息、定时唤醒自动消息;
    每个会话独立存储对话历史、工具调用日志、附件、专属工作目录(存放临时文件/生成产物);
    多任务隔离,新输入自动分配至已有会话或新建会话,支持跨轮次持续执行任务。

    (2)记忆 Memory

    双层持久化记忆架构:

  • 全局长期记忆:跨会话共享,每一轮推理自动加载;
  • 单会话摘要:轻量化记录当前任务进度与结论。
    当未汇总消息达到阈值,自动调用LLM生成摘要更新两层记忆;配套记忆工具支持读写、检索历史会话内容。
  • (3)技能 Skills

    以SKILL.md文件存储可复用任务流程指令,分为内置技能与用户自定义技能;
    每轮推理自动加载:常驻技能完整加载、其他技能通过匹配用户指令关键词选择性加载,仅加载相关技能减少上下文冗余。
    内置技能覆盖日程、文件、通讯、自动化等高频移动端场景。

    (4)工具 Tools(核心创新模块)

    设备工具层打通模型调用与手机底层资源,每个工具包含两部分:

  • 模型侧规范:工具名称、功能描述、JSON参数约束;
  • 设备侧执行函数:调用安卓系统服务/应用底层能力。
    框架将工具规范传入LLM,收到调用指令后执行本地函数,返回结构化结果/错误信息。
    内置工具分组:设备状态与权限、媒体、蓝牙、日历、联系人、工作区文件;扩展工具支持网页访问、记忆读写、消息通讯、定时自动化。
  • 3.3 端侧完整执行流程

    (1)上下文组装

    输入绑定会话后,从6类数据源拼接推理上下文:

  • 系统配置指令:AGENT.md/SOUL.md/USER.md;
  • 运行时环境:当前时间、时区、会话ID、工作目录路径;
  • 全局长期记忆;
  • 常驻+匹配筛选后的技能完整指令;
  • 近期对话、附件、工具调用日志;
  • 全部可用工具参数规范。
    前5项构成模型输入消息,工具规范随消息一并发送至远程LLM接口。
  • (2)智能体循环(Agent Loop)

    基于ReAct范式的有界多轮循环:

  • 根据当前会话状态重建完整上下文;
  • 将消息+工具规范发送远程LLM,保存模型返回内容至会话;
  • 若返回包含工具调用:本地执行工具,将结果追加会话,进入下一轮循环;
  • 若无工具调用、工具标记任务完成、达到最大轮次上限,循环终止,输出最终回复。
  • (3)工具执行与三层边界校验

    工具调用进入本地执行链路前,强制三层校验,全部通过才可执行硬件操作:

  • 参数格式校验:校验必填参数、数据类型、数值范围;
  • 权限校验:校验设备授权,缺失权限拉起系统授权弹窗;需人工确认的操作等待用户确认;
  • 工作目录隔离校验:文件路径限制在当前会话工作区/授权共享目录;跨会话目录、未授权全局路径直接拦截,外部写入需用户二次确认。
    校验失败/用户拒绝则返回结构化错误信息;校验通过执行设备操作,结构化结果写入会话供下一轮推理使用。
  • 4 实验评估

    4.1 三大研究问题

    RQ1:端侧框架+设备工具能否高效完成移动端各类任务?
    RQ2:全本地部署是否降低外部部署与运维成本?
    RQ3:设备工具如何落地权限、目录等执行边界管控?

    4.2 实验环境与数据集

    (1)数据集
  • MobileTask:70项移动端任务,源自AndroidWorld、MobileAgentBench、Mobile-Bench,覆盖日历、天气、联系人、音频、笔记、文件、蓝牙、媒体;判定规则:最终状态确定性校验、答案类任务LLM打分、权限类人工复核。
  • AssistantBench:网页信息检索数据集,选取19条稳定开发集样本,采用官方准确率指标。
  • (2)对比基线
  • ApkClaw:安卓App,纯GUI点击滑动控制;
  • MobileClaw:手机客户端+桌面Python运行时,基于截图GUI操作;
  • ClawMobile:Termux终端部署,API+GUI混合操作。
  • (3)硬件与模型

    测试设备:小米Redmi 2312DRAABC,Android 13(SDK33);
    统一大模型:DeepSeek-V4-Flash;
    MobileClaw额外视觉模型:Qwen3.7-Plus;
    轮次限制:PalmClaw单任务最大30轮,GUI基线100轮(界面操作需大量观测轮次)。

    4.3 RQ1:任务完成效果评测

    表1 任务完成指标总览

    框架部署载体操作方式MobileTask(平均)AssistantBench
    操作数↓ Token总量↓ 耗时(s)↓ 成功率↑ 准确率↑
    MobileClaw 桌面端 GUI操作 94.3 130万 1197.0 60.0% 5.26%
    ClawMobile Termux终端 API+GUI 51.4 46.64万 451.1 77.1% 10.49%
    ApkClaw 手机App GUI操作 103.9 206万 348.8 87.1% 25.79%
    PalmClaw(本文) 手机原生App 标准化设备工具 2.8 5.04万 17.7 97.1% 36.85%

    核心结论:

  • PalmClaw与基线架构本质差异:全套智能体逻辑本地运行,采用标准化工具而非屏幕交互;
  • 对比最优基线ApkClaw:任务成功率相对提升11.5%,平均耗时降低94.9%;操作次数、Token消耗大幅下降;网页检索任务准确率领先全部基线;
  • 效率提升根源:设备工具直接调用底层能力,省去大量截图、页面跳转、点击滑动等冗余GUI步骤。
  • 4.4 RQ2:部署运维成本对比

    表2 部署环境与配置开销对比

    框架外部依赖配置流程
    是否需要电脑 是否依赖命令行 是否需要设备桥接 配置步骤数 配置耗时
    OpenClaw 是 是 可选 4步 约5分钟
    MobileClaw 是 是 必需 8步 约15分钟
    ClawMobile 否 是 可选 6步 约25分钟
    ApkClaw 否 否 否 3步 约5分钟
    PalmClaw 否 否 否 2步 约2分钟

    结论:

  • PalmClaw无需外接电脑、命令行、设备桥接,全部流程在手机App内完成;
  • 配置步骤仅2步,总耗时约2分钟,为所有对比框架最低,大幅降低使用门槛。
  • 4.5 RQ3:执行边界管控实例分析

    通过运行日志案例展示三层校验机制落地效果,工具调用不会获得无限制设备操作权限,触发边界时自动拦截并引导用户处理。

    案例1:日历权限缺失

    用户指令:明天10点和Alex新建会议
    边界触发:日历工具无系统读写权限
    处理逻辑:拉起安卓系统授权弹窗,用户授予权限后继续执行;拒绝权限则返回明确错误,告知用户缺少日历权限,不会伪造任务完成结果。

    案例2:工作目录文件访问隔离

    用户指令:将购物清单保存至/sdcard/list.txt
    边界触发:路径超出当前会话专属工作目录,需要全局文件访问权限
    处理逻辑:无法通过简易弹窗授权,自动跳转应用设置页面,提示用户手动开启全部文件访问权限。

    附录补充边界场景汇总表
    表3 执行边界典型场景

    边界类型用户请求触发事件智能体处理结果
    权限缺失 明天10点添加会议 无日历读写权限 申请系统权限弹窗
    人工确认 拍摄桌面照片记录布置 敏感操作需确认 弹出用户确认框
    工作目录隔离 清单保存至SD卡根目录 路径超出会话工作区 引导手动开启全局文件权限
    无匹配工具 打开Instagram查看好友动态 无对应内置工具 返回操作不支持提示

    5 结论

    本文提出PalmClaw移动端原生端侧智能体框架,整套会话、记忆、技能、工具、推理循环全部运行于手机本地,通过标准化设备工具封装硬件能力,内置参数、权限、工作目录三层执行边界管控。
    在MobileTask数据集上,相比最优基线任务成功率提升11.5%,平均完成耗时下降94.9%,部署配置成本最低;日志案例完整验证权限与文件隔离机制。
    研究证明手机可作为完整智能体运行载体,将移动端智能体研究从纯屏幕GUI操作,拓展至直接、可控调用设备底层能力的全新方向。

    伦理说明

    PalmClaw所有设备操作显式可控:工具统一注册、参数强校验;敏感操作依赖安卓系统权限或人工确认;文件操作严格限制会话工作目录。
    开发者需向用户清晰告知远程LLM服务商会接收提示词、工具返回结果、任务上下文;本文实验全部使用公开/构造数据集,不采集用户真实隐私数据。

    附录A 补充细节

    A.1 单轮推理上下文完整构成

    单次智能体推理上下文包含6类信息:系统配置、运行环境、全局长期记忆、激活技能、对话与工具日志、全部工具规范,附录附图展示完整样例。

    A.2 数据集与评测指标

    MobileTask数据集构建规则

    源数据集:AndroidWorld、MobileAgentBench、Mobile-Bench;
    筛选标准:① 不依赖固定GUI路径;② 不绑定第三方App状态;③ 不偏向纯GUI智能体;剔除动态日期、实时天气、重复日历等不稳定任务,最终70条任务。

    AssistantBench筛选规则

    原始开发集33条,保留19条答案稳定可校验样本;剔除实时动态结果、无法客观判定答案的任务。

    评测指标细则
  • MobileTask:70任务平均成功率;可观测结果采用确定性校验;问答类统一由DeepSeek-V4-Flash作为裁判模型打分;
  • AssistantBench:官方准确率;字符串答案采用词级F1,数值答案对数距离打分,列表答案平均对齐F1。
  • 表4 数据集分类统计

    数据集任务分类数据源数量
    MobileTask 日历 AndroidWorld 32
    日历 MobileAgentBench 3
    天气 Mobile-Bench 10
    联系人 AndroidWorld 3
    联系人 MobileAgentBench 4
    音频 AndroidWorld 4
    音频 MobileAgentBench 3
    笔记 MobileAgentBench 4
    文件 MobileAgentBench 3
    蓝牙 AndroidWorld 2
    媒体 AndroidWorld 2
    MobileTask合计 — — 70
    AssistantBench 中等难度 开发集 10
    高难度 开发集 9
    AssistantBench合计 — — 19

    附图说明

    图1:传统移动端智能体(桌面/云端中转GUI指令)vs PalmClaw本地原生智能体架构对比
    在这里插入图片描述

    图2:PalmClaw完整框架数据流总图

    在这里插入图片描述

    图3:内置技能与工具分组总览
    在这里插入图片描述

    图4:权限、工作目录两类执行边界运行日志轨迹
    在这里插入图片描述

    图5:单轮推理完整上下文样例
    在这里插入图片描述

    图6:PalmClaw App界面截图(模型服务商配置、日历任务执行、权限申请弹窗、系统设置页)
    在这里插入图片描述

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