AIアーキテクチャ・パターン集
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要点
AIアーキテクチャは、Single-agentかMulti-agentかという一問だけでは決まらない。制御を誰が握るか、状態と知識をどこに置くか、外部ツールをどの境界から呼ぶか、同期・非同期・batchのどの実行形態を使うか、人間承認と復旧をどこに置くかを分けて設計する。
現在の判断
AIアーキテクチャは、Single-agentかMulti-agentかという一問だけでは決まらない。制御を誰が握るか、状態と知識をどこに置くか、外部ツールをどの境界から呼ぶか、同期・非同期・batchのどの実行形態を使うか、人間承認と復旧をどこに置くかを分けて設計する。
どこまで当てはまるか
AIアーキテクチャ・パターン集
詳しく理解する
仕組みと設計
このtaxonomyは PROPOSAL。一列の成熟度taxonomyではなく、以下の組合せとして扱う。
- 制御 TOPOLOGY
- 決まった規則に従う 処理の流れ
- single-agent loop
- planner-executor
- manager / orchestrator-workers
- 分散型マルチエージェント
- evaluator-optimizer
- 状態 & KNOWLEDGE
- ephemeral 文脈・入力情報
- explicit checkpoint-state
- RAG
- blackboard / shared 状態
- 外部 出典 of truth
- INTEGRATION 適用限界
- direct API/ツール
- MCP host/gateway/server
- queue/イベント bus
- sandbox
- 実行 MODE
- 同期的な対話型
- asynchronous task
- batch
- scheduled/event-driven
- OVERSIGHT & 復旧
- HITL 承認
- policy 確認・承認の条件
- verifier
- 途中状態の保存地点/再開
- 再試行/重複実行を防ぐ性質
- trace/監査
同一システムは各層から一つ以上を組み合わせ得る。single-agent + RAG + MCP + HITL + async task は矛盾しない。
実装・運用
各pattern cardには以下を固定欄として持たせる。
- USE WHEN
- DO NOT USE WHEN
- 状態 担当者
- ACTION AUTHORITY
- TERMINATION
- 復旧
- 稼働状況を観測する仕組み
- COST SHAPE
プランナー / 実行者
制御 decompositionとして扱う。契約プラン drift、要再確認 契約プラン、executor error、replanning条件、terminationを評価する。ReAct型のreasoning/action interleaveとは制御 placementが異なる。
マルチエージェント
single-agentの上位互換とは扱わない。役割分離、並列性、コンテキストの分離、専門化による利点の候補と、引き継ぎ時の損失、共有状態の競合、作業の重複、終了判定の不一致、検証コストを同時に評価する。
Blackboard / shared 状態
multi-agent固有とは扱わない。shared 成果物/状態 storeを複数worker、人間、決まった規則に従う processが読み書きするcoordination patternとして扱う。古典blackboard architectureからLLM-era shared-stateへの対応付けは INFERENCE。
RAG
agent topologyではなくknowledge access layerとして扱う。検索・取得 検索対象の文書群 ACL、索引 情報の鮮度、検索・取得 recall/数値の精度、根拠 出典・来歴、generator groundingを分離して評価する。RAG導入だけで処理の流れ 制御やsource-of-truth 運用管理・統制が解決したとはみなさない。
MCP ゲートウェイ
agent topologyではなく相互運用性/security 適用限界として扱う。protocol 改訂版、処理先の振り分け、認可、gateway境界をagent 複数工程の制御と分離する。MCPは PRODUCT_VOLATILE とし、publication時に現在の specificationを再取得する。
HITL
「最後に人が確認する」だけでは不十分です。割り込みポイント、決定の種類、永続化された状態、再開のセマンティクス、アイデンティティ、監査証跡、タイムアウト/エスカレーションを設計対象にする必要があります。
Batch
実行 modeとして扱う。interactive agentと同じSLA/UXで比較しない。単位時間あたりの処理量/costとlatency、partial 完了、result reconciliation、保持期間・保持方針、cancel/再試行のtradeoffを記録する。
根拠 / 出典・来歴
- OpenAI, A practical guide to building agents — 単一/マルチエージェントのオーケストレーションに関するガイダンス。これはプロバイダーによるガイダンスであり、普遍的な標準ではない。
PRODUCT_VOLATILE。 - Anthropic, Building Effective AI Agents — 処理の流れ/single-agent/multi-agent/sequential/parallel/evaluator-optimizerのarchitecture guidance。提供元 guidanceであり普遍標準ではない。
- Yao et al., ReAct: Synergizing Reasoning and Acting in Language Models — reasoningと外部 actionをinterleaveするagent-loop研究。比較評価をenterprise 本番環境 reliabilityへ外挿しない。
- Lewis et al., Retrieval-Augmented Generation for Knowledge-Intensive NLP Tasks — retriever + generator / non-parametric 記憶情報の研究根拠。認可/情報の鮮度/出典・来歴は別評価。
- H. Penny Nii, The Blackboard モデル of Problem Solving and the Evolution of Blackboard Architectures — classical blackboard architecture。LLM shared-state mappingは
INFERENCE。 - モデル 文脈・入力情報 Protocol 2026-07-28 Specification — 現在の 相互運用性 利用機能・接続経路として採用。
PRODUCT_VOLATILE、publication-time recheck必須。 - LangGraph 状態の永続保存 / overview — 途中状態の保存地点、HITL、再開、fault-tolerant 実行のauthor-maintained 実装 example。唯一方式とは扱わない。
PRODUCT_VOLATILE。 - Cemri et al., Why Do Multi-Agent LLM Systems Fail? — multi-agent coordination 失敗の反証。single-agentが常に優れる証明とは扱わない。
確認・評価方法
architecture比較では同一task fixtureを用い、agent数自体を品質指標にしない。
- task 完了 / correctness
- ツール/action 成功 and side-effect correctness
- total モデル/ツール calls
- token/API cost
- 実時間レイテンシ
- 再試行/replan/引継ぎ count
- 状態 loss / duplicated work / stale-plan incidence
- termination correctness
- 根拠/citation fidelity for RAG
- human interventions / 承認 latency
- recoverability after injected interruption
- trace completeness / 出典・来歴
single-agent vs multi-agentは可能な範囲で同一モデル能力、ツール set、task familyを揃える。
セキュリティとプライバシー
Security: action-capable patternはleast privilege、ツール allowlist、sandbox、承認 確認・承認の条件、主体の識別 propagationを設計する。MCP gatewayは現在の protocol 改訂版に沿った認可等をpublication時に再確認する。
プライバシー:RAGの検索対象の文書群、共有状態、ブラックボード、チェックポイント、バッチファイルは、会話のコンテキストとは別の保存期間、データの所在、アクセス制御の管理対象となります。
監査: planner decision、引継ぎ、検索・取得 根拠、ツール call、承認、状態 バージョン、batch job/resultを相関可能なIDで追跡する。
コスト:マルチエージェントまたは評価者のループは、呼び出し回数を増加させる可能性があります。バッチ処理や並列化は単価またはスループットを改善する可能性がありますが、レイテンシや調整コストを含めた総所有コスト(TCO)で評価する必要があります。
Operability: 途中状態の保存地点/再開、idempotent 外部 書込み、処理待ち時間の上限、cancellation、dead-letter/reconciliation、versioned 状態 データ形式の定義を長時間・非同期patternの運用条件にする。
利用できる条件
- Core pattern自体は提供元 契約プラン非依存。
- 実装可能性は、ツール呼び出し、構造化出力、非同期ジョブ、状態ストア、人による確認・承認のインターフェースなどに依存する。
- 提供元 agent 実装はAPI/SDK 公開・提供、モデル 裏付け、組織 policy、ツール 認可に依存。
- MCPはclient/host/serverのprotocol 改訂版/extension compatibilityに依存。
- LangGraph等のstateful 実装はpackage/実行環境/バージョン、checkpointer backend、配備 modeに依存。
- Batchはendpoint/モデル 裏付け、usage tier、rate limits、保持期間・保持方針 policy、latency toleranceに依存。
仕組みと設計 2
最小構成 → 観測されたfailure/constraint → 必要なlayerだけ追加 → eval → rollback可能性確認 を基本線とする。
よくある失敗・反証
提供元 architecture guideを企業AI運用の共通原則の必須仕様へ昇格しない。
ReAct、RAG、MASの研究用ベンチマークを、特定の企業の組織の利用環境、現在のクローズドモデル、および全業務へと外挿してはならない。
multi-agent superiorityを推論しない。
ブラックボード(blackboard)の古典的研究と、2026年のLLM共有状態の実装との同一性を主張しないこと。
LangGraphを途中状態の保存地点/HITLの唯一方式としない。
MCPの旧セッション architectureを現在の恒久仕様として固定しない。
コンテキスト長の増加だけで、外部の状態管理や永続化が不要であるとは断定しない。
batch価格、対象モデル、保持期間・保持方針、利用回数・処理量の上限は
PRODUCT_VOLATILE。
実務での使い方
Security: action-capable patternはleast privilege、ツール allowlist、sandbox、承認 確認・承認の条件、主体の識別 propagationを設計する。MCP gatewayは現在の protocol 改訂版に沿った認可等をpublication時に再確認する。
プライバシー:RAGの検索対象の文書群、共有状態、ブラックボード、チェックポイント、バッチファイルは、会話のコンテキストとは別の保存期間、データの所在、アクセス制御の管理対象となります。
監査: planner decision、引継ぎ、検索・取得 根拠、ツール call、承認、状態 バージョン、batch job/resultを相関可能なIDで追跡する。
コスト:マルチエージェントまたは評価者のループは、呼び出し回数を増加させる可能性があります。バッチ処理や並列化は単価またはスループットを改善する可能性がありますが、レイテンシや調整コストを含めた総所有コスト(TCO)で評価する必要があります。
Operability: 途中状態の保存地点/再開、idempotent 外部 書込み、処理待ち時間の上限、cancellation、dead-letter/reconciliation、versioned 状態 データ形式の定義を長時間・非同期patternの運用条件にする。
Core pattern自体は提供元 契約プラン非依存。
実装可能性は、ツール呼び出し、構造化出力、非同期ジョブ、状態ストア、人による確認・承認のインターフェースなどに依存する。
提供元 agent 実装はAPI/SDK 公開・提供、モデル 裏付け、組織 policy、ツール 認可に依存。
MCPはclient/host/serverのprotocol 改訂版/extension compatibilityに依存。
LangGraph等のstateful 実装はpackage/実行環境/バージョン、checkpointer backend、配備 modeに依存。
Batchはendpoint/モデル 裏付け、usage tier、rate limits、保持期間・保持方針 policy、latency toleranceに依存。
まだ確認できていないこと
- EA-020-UNKNOWN-01
- 提供元 architecture guideを企業AI運用の共通原則の必須仕様へ昇格しない。
- ReAct、RAG、MASの研究用ベンチマークを、特定の企業の組織の利用環境、現在のクローズドモデル、および全業務へと外挿してはならない。
- multi-agent superiorityを推論しない。
- ブラックボード(blackboard)の古典的研究と、2026年のLLM共有状態の実装との同一性を主張しないこと。
- LangGraphを途中状態の保存地点/HITLの唯一方式としない。
- MCPの旧セッション architectureを現在の恒久仕様として固定しない。
- コンテキスト長の増加だけで、外部の状態管理や永続化が不要であるとは断定しない。
- batch価格、対象モデル、保持期間・保持方針、利用回数・処理量の上限は
PRODUCT_VOLATILE。
- EA-020-UNKNOWN-02
- 現在の 本番環境におけるblackboard/shared-state LLM architectureの独立case/失敗 根拠
- planner-executorとsingle-loop ReAct型のエンタープライズにおける同条件比較
- MCP 現在の 改訂版への主要client/server migration・compatibility 根拠
- モデルの能力差を運用管理・統制した現在のマルチエージェントのタスク境界
- 提供元横断batch comparison
これらは推測で閉じない。
- EA-020-UNKNOWN-CURRENTNESS
外部根拠の再確認日が正式な本文・公開管理情報で確定していないため、現行性は未確認のまま保持する。確認日を推測して補わない。
根拠資料
この記事には、直接開ける外部出典が登録されていません。出典IDや検証情報は末尾で確認できます。
出典ID・検証情報・機械可読データ
根拠の種類と情報の鮮度は、ラベルとアイコンで確認できます。
- 記事ID
- EA-020
- 最終確認日
- —
- 提供元・モデル・プラン・利用環境
- —
- 対象地域
- —
元資料の全文と収録照合記録
Public claim
AIアーキテクチャは、Single-agentかMulti-agentかという一問だけでは決まらない。制御を誰が握るか、状態と知識をどこに置くか、外部ツールをどの境界から呼ぶか、同期・非同期・batchのどの実行形態を使うか、人間承認と復旧をどこに置くかを分けて設計する。
RAG、MCP、human-in-the-loop、batchはagent数とは別の層であり、同じsystem内で組み合わせられる。複雑な構成ほど高度とは限らず、追加したcoordination boundaryごとに状態喪失、権限、停止条件、検証、復旧の責任も増える。
Five-axis architecture matrix
このtaxonomyは PROPOSAL。一列の成熟度taxonomyではなく、以下の組合せとして扱う。
- CONTROL TOPOLOGY
- deterministic workflow
- single-agent loop
- planner-executor
- manager / orchestrator-workers
- decentralized multi-agent
- evaluator-optimizer
- STATE & KNOWLEDGE
- ephemeral context
- explicit checkpoint-state
- RAG
- blackboard / shared state
- external source of truth
- INTEGRATION BOUNDARY
- direct API/tool
- MCP host/gateway/server
- queue/event bus
- sandbox
- EXECUTION MODE
- synchronous interactive
- asynchronous task
- batch
- scheduled/event-driven
- OVERSIGHT & RECOVERY
- HITL approval
- policy gate
- verifier
- checkpoint/resume
- retry/idempotency
- trace/audit
同一systemは各層から一つ以上を組み合わせ得る。single-agent + RAG + MCP + HITL + async task は矛盾しない。
Pattern-card operational fields
各pattern cardには以下を固定欄として持たせる。
- USE WHEN
- DO NOT USE WHEN
- STATE OWNER
- ACTION AUTHORITY
- TERMINATION
- RECOVERY
- OBSERVABILITY
- COST SHAPE
Planner / executor
control decompositionとして扱う。plan drift、stale plan、executor error、replanning条件、terminationを評価する。ReAct型のreasoning/action interleaveとはcontrol placementが異なる。
Multi-agent
single-agentの上位互換とは扱わない。役割分離、parallelism、context isolation、specializationの便益候補と、handoff loss、shared-state conflict、duplicate work、termination disagreement、verification costを同時に評価する。
Blackboard / shared state
multi-agent固有とは扱わない。shared artifact/state storeを複数worker、人間、deterministic processが読み書きするcoordination patternとして扱う。古典blackboard architectureからLLM-era shared-stateへの対応付けは INFERENCE。
RAG
agent topologyではなくknowledge access layerとして扱う。retrieval corpus ACL、index freshness、retrieval recall/precision、evidence provenance、generator groundingを分離して評価する。RAG導入だけでworkflow controlやsource-of-truth governanceが解決したとはみなさない。
MCP gateway
agent topologyではなくinteroperability/security boundaryとして扱う。protocol revision、routing、authorization、gateway境界をagent orchestrationと分離する。MCPは PRODUCT_VOLATILE とし、publication時にcurrent specificationを再取得する。
HITL
「最後に人が見る」だけでは不足する。interrupt point、decision type、persisted state、resume semantics、identity、audit trail、timeout/escalationを設計対象にする。
Batch
execution modeとして扱う。interactive agentと同じSLA/UXで比較しない。throughput/costとlatency、partial completion、result reconciliation、retention、cancel/retryのtradeoffを記録する。
Evidence / provenance
- OpenAI, A practical guide to building agents — single/multi-agent orchestration guidance。provider guidanceであり普遍標準ではない。
PRODUCT_VOLATILE。 - Anthropic, Building Effective AI Agents — workflow/single-agent/multi-agent/sequential/parallel/evaluator-optimizerのarchitecture guidance。provider guidanceであり普遍標準ではない。
- Yao et al., ReAct: Synergizing Reasoning and Acting in Language Models — reasoningとexternal actionをinterleaveするagent-loop研究。benchmarkをenterprise production reliabilityへ外挿しない。
- Lewis et al., Retrieval-Augmented Generation for Knowledge-Intensive NLP Tasks — retriever + generator / non-parametric memoryの研究根拠。authorization/freshness/provenanceは別評価。
- H. Penny Nii, The Blackboard Model of Problem Solving and the Evolution of Blackboard Architectures — classical blackboard architecture。LLM shared-state mappingは
INFERENCE。 - Model Context Protocol 2026-07-28 Specification — current interoperability surfaceとして採用。
PRODUCT_VOLATILE、publication-time recheck必須。 - LangGraph Persistence / overview — checkpoint、HITL、resume、fault-tolerant executionのauthor-maintained implementation example。唯一方式とは扱わない。
PRODUCT_VOLATILE。 - Cemri et al., Why Do Multi-Agent LLM Systems Fail? — multi-agent coordination failureのcounterevidence。single-agentが常に優れる証明とは扱わない。
Evaluation
architecture比較では同一task fixtureを用い、agent数自体を品質指標にしない。
- task completion / correctness
- tool/action success and side-effect correctness
- total model/tool calls
- token/API cost
- wall-clock latency
- retry/replan/handoff count
- state loss / duplicated work / stale-plan incidence
- termination correctness
- evidence/citation fidelity for RAG
- human interventions / approval latency
- recoverability after injected interruption
- trace completeness / provenance
single-agent vs multi-agentは可能な範囲で同一model能力、tool set、task familyを揃える。
Security / privacy / audit / cost / operability
Security: action-capable patternはleast privilege、tool allowlist、sandbox、approval gate、identity propagationを設計する。MCP gatewayはcurrent protocol revisionに沿ったauthorization等をpublication時に再確認する。
Privacy: RAG corpus、shared state、blackboard、checkpoint、batch filesは会話contextとは別のretention/data residency/access-control surfaceを持つ。
Audit: planner decision、handoff、retrieval evidence、tool call、approval、state version、batch job/resultを相関可能なIDで追跡する。
Cost: multi-agent/evaluator loopsはcall数を増やし得る。batch/parallelismは単価またはthroughputを改善し得るが、latency/coordination costを含めTCOで評価する。
Operability: checkpoint/resume、idempotent external write、timeout、cancellation、dead-letter/reconciliation、versioned state schemaを長時間・非同期patternの運用条件にする。
Availability gates
- Core pattern自体はprovider plan非依存。
- 実装可能性はtool calling、structured output、async job、state store、human approval surface等に依存。
- Provider agent implementationはAPI/SDK release、model support、organization policy、tool authorizationに依存。
- MCPはclient/host/serverのprotocol revision/extension compatibilityに依存。
- LangGraph等のstateful implementationはpackage/runtime/version、checkpointer backend、deployment modeに依存。
- Batchはendpoint/model support、usage tier、rate limits、retention policy、latency toleranceに依存。
Failure envelope / OPEN_UNKNOWN
- provider architecture guideをEnterprise AI Coreの必須仕様へ昇格しない。
- ReAct/RAG/MAS研究benchmarkを特定企業tenant、current closed model、全業務へ外挿しない。
- multi-agent superiorityを推論しない。
- blackboard古典研究と2026 LLM shared-state implementationの同一性を主張しない。
- LangGraphをcheckpoint/HITLの唯一方式としない。
- MCPの旧session architectureをcurrent恒久仕様として固定しない。
- context長増加だけでexternal state/persistence不要とは断定しない。
- batch価格、対象model、retention、rate limitは
PRODUCT_VOLATILE。
OPEN_UNKNOWN
- current productionにおけるblackboard/shared-state LLM architectureの独立case/failure evidence
- planner-executorとsingle-loop ReAct型のenterprise同条件比較
- MCP current revisionへの主要client/server migration・compatibility evidence
- model能力差を統制したcurrent multi-agent task boundary
- provider横断batch comparison
これらは推測で閉じない。
Architecture selection flow
最小構成 → 観測されたfailure/constraint → 必要なlayerだけ追加 → eval → rollback可能性確認 を基本線とする。
EA-020-R11-RESEARCH研究資料研究資料根拠の出所: AUDITED_CANONICAL_RESEARCH_PACKETEA-020 監査済みresearch / canonical revision binding
- 裏付ける内容
- AIアーキテクチャは、Single-agentかMulti-agentかという一問だけでは決まらない。制御を誰が握るか、状態と知識をどこに置くか、外部ツールをどの境界から呼ぶか、同期・非同期・batchのどの実行形態を使うか、人間承認と復旧をどこに置くかを分けて設計する。
- 確認日
- —
- 出典・実験ID
- COMM-022-EA0020
- 検証箇所
- COMM-022-EA0020 · EA-020-R5-LEGACY-MIGRATION-20261008-R1 · content/staging/EA-020.md
- 適用範囲
- 監査済みEA本文・canonical revision・既存Source Graph relationの範囲。欠損currentnessは推測で閉じない。
- 出典・来歴
- AUDIT_PASS_CANONICAL_BINDING
- 限界
- canonical監査・revision bindingの存在を示す。外部ソースcurrentnessが本文またはcontrol-planeで確定していない場合は、currentnessをUNKNOWNのまま保持する。
EA-020-R11-WEB-READBACK実装資料実装資料根拠の出所: IMPLEMENTATION_READBACKEA-020 Web body identity / canonical readback
- 裏付ける内容
- canonical staging bodyのSHA-256一致とR9 canonical ledger readbackをProduction projectionの入力として検証する。
- 確認日
- —
- 出典・実験ID
- WEBBODY-EA0020-R8-AB9B8567
- 検証箇所
- WEBBODY-EA0020-R8-AB9B8567 · content/staging/EA-020.md · EA-020-R5-LEGACY-MIGRATION-20261008-R1
- 適用範囲
- R9/R10 canonical readback後のProduction生成時body identity。
- 出典・来歴
- CANONICAL_READBACK_BODY_HASH_MATCH
- 限界
- body identity/readbackは本文claim自体の真偽や外部ソースの最新性を追加保証しない。
- 出典ID
- COMM-022-EA0020, WEBBODY-EA0020-R8-AB9B8567
- 追跡中のUNKNOWN ID
- EA-020-UNKNOWN-01, EA-020-UNKNOWN-02, EA-020-UNKNOWN-CURRENTNESS
- 再確認のきっかけ
- 正式な 改訂版/publication 状態 change · 本文 成果物 hash change · 出典 現行性 change · new contradiction or 実装 結果の照合
機械検査: 通過 — 機械検査の結果です。情報の正確性や実行の承認を保証するものではありません。
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