Veda:重新定义操作系统的AI原生架构

Veda 是一款内置 AI 代理的操作系统。与传统桌面辅助工具不同,Veda 将代理深度整合为系统核心组件,旨在实现全应用程序级的无缝协作。用户可通过自然语言指令(如“嘿 Veda,把壁纸换成沙丘”)直接操控系统,代理将通过底层的键盘和鼠标事件执行操作,并在涉及高风险动作前主动征求用户同意。

该系统完全使用 Rust 语言从零构建,代码开源。其技术栈涵盖 UEFI 引导程序、基于能力的微内核、驱动程序、系统服务、窗口系统及应用程序套件。底层网络与加密功能依托 smoltcp、rustls 和 RustCrypto 等成熟 crate 实现。目前,Veda 支持在 x86-64 PC 及 QEMU 模拟器上运行。

为何选择“原生代理”模式

传统操作系统专为人类键盘输入设计,后续添加的 AI 助手往往依赖屏幕识别、点击模拟或有限的 API,缺乏系统级控制权。Veda 颠覆了这一范式,确立代理为系统的“头等公民”,确保其工作的可靠性、可见性与安全性:

  • 系统级集成:代理作为核心系统服务运行,具备自动重启机制。平时处于休眠状态,可通过语音唤醒、点击任务栏圆环或使用 Super+Space 快捷键激活。
  • 原生应用通信:代理支持内建于应用平台中。应用程序通过结构化数据报告状态并描述可执行动作(含参数类型与风险等级)。代理执行动作的代码路径与人类操作完全一致,无需屏幕抓取或模拟点击。内置应用已支持超过 70 种动作,涵盖文档撰写至游戏启动。
  • 严格授权机制:动作被划分为常规、敏感或破坏性三级。常规动作直接执行,其余需用户批准。该机制由代理服务强制执行,而非依赖语言模型判断,确保只有桌面外壳能响应用户授权,防止代理在阅读内容时自我授权。
  • 真实上下文感知:每次交互均基于实时系统状态,包括时间、窗口布局、应用动作及个人记忆。代理直接读取应用状态,确保行动基于实际存在的数据。
  • 本地化记忆管理:用户个人信息(如姓名、偏好)仅存储于本地设备,“设置”界面提供完整的记忆查看与删除权限,杜绝模型猜测。
  • 语音优先交互:音频系统专为实时对话构建,具备回声消除与门控功能,确保代理不会误听自身声音。休眠期间,本地语音检测器监听唤醒词,无语音活动时不上传任何数据。
  • 灵活配置:语音识别、大模型及语音合成接入 Deepgram Voice Agent 平台(已退出模型改进计划)。用户可在设置中自定义模型、语音甚至代理名称。

核心工作原理

Veda 的代理工作流分为四个阶段:

  1. 监听:休眠状态下,本地语音检测器持续监控。识别到唤醒词(如“嘿 Veda”)后,系统唤醒并捕获后续指令。
  2. 会话:唤醒后,代理与 Deepgram Voice Agent 建立会话,传输上下文、指令及可用函数。Deepgram 处理轮次切换与模型推理,Veda 音频服务负责双向语音传输。
  3. 执行:模型调用代理函数(如窗口管理、文件操作、网络控制等),并通过 use_app 和 read_app 接口访问应用状态与动作。代理服务执行调用并返回结构化结果。
  4. 授权:敏感或破坏性操作将暂停并在代理窗口中请求用户确认。用户允许后执行,拒绝或超时则取消。敏感操作可设为一次性允许,破坏性操作每次均需确认。

操作系统技术特性

  • 微内核架构:vkernel 仅负责隔离、调度、内存管理与 IPC。驱动程序、文件系统、窗口系统及代理均运行在用户空间,由 init 进程监督。若窗口系统崩溃,系统将自动重启并恢复桌面。
  • 桌面环境:采用合成式窗口管理器,支持服务器端装饰、动画及实时缩略图切换。在 Intel 显卡设备上通过 OpenGL ES 进行 GPU 合成,其他设备则使用 CPU 渲染。外壳包含任务栏、开始菜单、日历及通知中心,内置 vui 工具包确保应用兼容代理。
  • 网络与 Wi-Fi:用户空间网络服务支持 IPv4/IPv6、DHCP、DNS 及 TCP/UDP。Wi-Fi 服务支持 WPA2/WPA3 及开放网络,具备自动重连与漫游功能。TLS 1.3/1.2 由 vtls 提供,证书经 Mozilla 根证书校验。
  • Linux 驱动虚拟机:Veda 自行驱动磁盘与音频,其他设备驱动(如显卡、网卡、USB)运行在专用的 Linux 驱动 VM 中。该 VM 通过半虚拟化平台(VMX + EPT)运行,设备 DMA 受限,中断经 IOMMU 重映射。若 VM 故障,Veda 可重置设备并重启 VM。
  • 存储安全:支持 virtio-blk、AHCI 和 NVMe。主目录位于独立磁盘,具备崩溃安全快照功能。代理记忆与密钥存储于私有目录,仅限代理访问。
  • 应用生态:内置文本编辑器、照片、音乐、文件管理器、终端、任务管理器及两款 3D 游戏(Velocity 赛车与 Starfall 太空射击),均由 v3d 软件引擎或 OpenGL ES 渲染。
  • C 语言支持:集成 GCC 16 工具链,支持在终端或编辑器中编写、编译并运行 C 程序。C 程序基于 musl C 库静态链接,通过 vposix 层访问系统调用。

快速上手与构建

Veda 需在搭载 Linux 的 x64 PC 上构建。主要依赖包括 Rust (stable)、QEMU 及 OVMF UEFI 固件。代理功能需配置 Deepgram API 密钥。

通过 cargo xtask run 即可构建磁盘镜像并在 QEMU 中启动。首次构建需编译驱动 VM 的 Linux 内核,耗时较长。支持实体 PC USB 启动,通过 cargo xtask iso 生成 Live USB。在实体硬件上,Veda 从内存运行,不读写主机磁盘,确保宿主系统安全。

与 Veda 交互

用户在设置中配置 Deepgram API 密钥后,可通过语音、点击任务栏圆环或快捷键唤醒代理。支持自然语言多轮对话、打断及上下文追问。示例指令包括:

  • “把我的壁纸换成沙丘。”
  • “播放 Neon Horizon。”
  • “写一份购物清单,包含鸡蛋、牛奶和咖啡。”
  • “删除城市之光照片”(触发授权确认)。

开发者生态

Veda 提供完整的应用开发框架。开发者通过 vui 平台描述应用动作、状态及风险等级,即可实现代理兼容。系统提供丰富的测试套件,包括主机单元测试、无头集成测试及 GUI 自动化脚本,确保系统稳定性与代理行为的确定性。

项目遵循 GPLv3 许可证,部分第三方组件(如字体、Linux 固件)遵循各自许可协议。代码仓库结构清晰,涵盖内核、服务、驱动、应用及测试模块,便于社区贡献与二次开发。