MemoBrain: 추론을 위한 에이전트 브레인으로서의 실행 기억

MemoBrain: Executive Memory as an Agentic Brain for Reasoning

도구 강화 에이전트 프레임워크에서의 복합 추론은 본질적으로 긴 호흡을 필요로 하며, 이 과정에서 추론 흔적과 일시적인 도구 아티팩트가 축적되어 대규모 언어 모델의 제한된 작업 컨텍스트(working context)를 압박합니다. 명시적인 기억 메커니즘이 없다면, 이러한 축적은 논리적 연속성을 저해하고 과업 정렬(task alignment)을 약화시킵니다. 이는 기억을 단순한 효율성 보조 수단이 아니라, 장기간에 걸쳐 일관되고 목표 지향적인 추론을 유지하기 위한 핵심 요소로 위치시킵니다. 우리는 도구 강화 에이전트를 위한 실행 기억 모델인 MemoBrain을 제안합니다. MemoBrain은 추론 단계 전반에 걸쳐 의존성을 인식하는 기억을 구축하여, 주요한 중간 상태와 그들의 논리적 관계를 포착합니다. 추론 에이전트의 코파일럿으로 작동하는 MemoBrain은 실행을 중단시키지 않으면서 추론 진행 상황을 구조화하고 작업 컨텍스트를 능동적으로 관리합니다. 구체적으로 고정된 컨텍스트 예산 내에서 유효하지 않은 단계를 제거하고, 완료된 하위 궤적을 압축(folding)하며, 간결하고 중요도 높은 추론의 뼈대(backbone)를 보존합니다. 이러한 메커니즘들은 수동적인 컨텍스트 축적 대신 추론 궤적에 대한 명시적인 인지 제어를 가능하게 합니다. 우리는 GAIA, WebWalker, BrowseComp-Plus를 포함한 고난이도 장기 벤치마크에서 MemoBrain을 평가하였으며, 강력한 베이스라인 모델 대비 일관된 성능 향상을 입증했습니다.

Complex reasoning in tool-augmented agent frameworks is inherently long-horizon, causing reasoning traces and transient tool artifacts to accumulate and strain the bounded working context of large language models. Without explicit memory mechanisms, such accumulation disrupts logical continuity and undermines task alignment. This positions memory not as an auxiliary efficiency concern, but as a core component for sustaining coherent, goal-directed reasoning over long horizons. We propose MemoBrain, an executive memory model for tool-augmented agents that constructs a dependency-aware memory over reasoning steps, capturing salient intermediate states and their logical relations. Operating as a co-pilot alongside the reasoning agent, MemoBrain organizes reasoning progress without blocking execution and actively manages the working context. Specifically, it prunes invalid steps, folds completed sub-trajectories, and preserves a compact, high-salience reasoning backbone under a fixed context budget. Together, these mechanisms enable explicit cognitive control over reasoning trajectories rather than passive context accumulation. We evaluate MemoBrain on challenging long-horizon benchmarks, including GAIA, WebWalker, and BrowseComp-Plus, demonstrating consistent improvements over strong baselines.