Orchard Infrastructure: An Open-Source Platform for Training AI Agents
News

Orchard Infrastructure: An Open-Source Platform for Training AI Agents

A new platform from Microsoft that enables training and improving AI agents directly inside real deployment harnesses

4 min read
Based on original reporting byMicrosoft ResearchTranslated and summarized by our AI-assisted news systemHow we work

Executive summary

Key Takeaways

  • The Orchard-SWE model, which runs with only about 3 billion active parameters, achieved a score of up to 73% on the SWE-bench Verified benchmark using a value model for reranking.

  • The training process for Orchard-SWE was based on distilling 107,000 agent interactions from the MiniMax-M2.5 and Qwen3.5-397B models.

  • The 4-billion-parameter Orchard-GUI model achieved an average task success rate of 68.4% across the WebVoyager, Online-Mind2Web, and DeepShop evaluation benchmarks.

  • The Orchard-Claw personal assistant agent was trained using only 200 synthetic tasks and improved its success rate under the Codex harness from 18.6% to 51.5%.

  • The project utilizes a value model based on 4 billion parameters and trained over trajectories from 20 prior experiments to identify high-quality solutions.

Orchard Infrastructure: An Open-Source Platform for Training AI Agents

  • The Orchard-SWE model, which runs with only about 3 billion active parameters, achieved a score...
  • The training process for Orchard-SWE was based on distilling 107,000 agent interactions from the MiniMax-M2.5...
  • The 4-billion-parameter Orchard-GUI model achieved an average task success rate of 68.4% across the WebVoyager,...
  • The Orchard-Claw personal assistant agent was trained using only 200 synthetic tasks and improved its...
  • The project utilizes a value model based on 4 billion parameters and trained over trajectories...

In a post published by Microsoft Research, Orchard was introduced as an open-source framework designed for scalable and cost-effective agentic AI research. The project is built around Orchard Env, a reusable environment service designed to train and evaluate agents across a variety of task domains. The same underlying infrastructure supports agents designed for software engineering, web navigation, and personal assistants, allowing them to be trained directly inside real deployment harnesses such as Codex, OpenClaw, and ZeroClaw. This approach enables researchers to reuse work environments, data pipelines, and evaluation workflows across different tasks.

Introduction: Solving the Bottleneck in AI Agent Research

Artificial intelligence technology is rapidly advancing beyond static question-answering toward autonomous agents capable of planning, reasoning, and acting within complex, multi-step environments. These systems are capable of fixing bugs in complex source code, navigating the web on a user's behalf, and managing workflows that include calendars and email.

Despite the excitement surrounding these capabilities, the research community faces a persistent bottleneck. Developing advanced agentic systems often requires proprietary infrastructure, including custom sandbox environments, closed training pipelines, and proprietary datasets that most researchers and professionals cannot access or reproduce.

To address this gap, researchers have introduced Orchard—an open-source platform for scalable agent modeling. At the core of the project is Orchard Env, a lightweight Kubernetes-based environment that provides isolated, reusable components for running and building agents at scale—from collecting training data to reinforcement learning rollouts and evaluation.

The Architecture of Orchard Env: Separating the Environment Layer

The central concept behind Orchard is that the runtime environment should operate as a standalone, reusable service rather than infrastructure embedded within a specific training framework. Orchard Env's Kubernetes foundation enables it to create, manage, and remove thousands of isolated components in parallel.

The system is designed to work across diverse tasks such as code writing, web browsing, and tool use. It is also optimized to work with different agent systems at various stages of the training and evaluation processes, including data distillation and reinforcement learning rollouts. This flexibility makes Orchard practical at a research scale, allowing teams to introduce new benchmarks, agent systems, or training algorithms without rebuilding the underlying infrastructure from scratch.

Training Agents Directly Inside Real Deployment Harnesses

One of the unique features of Orchard is its ability to train agents directly inside real deployment harnesses. Today, the most capable agents rarely operate as a standalone, clean model; instead, they run through sophisticated harnesses—such as Claude Code, Codex, and OpenClaw—that manage multi-step reasoning, tool use, and connections to external systems.

Open training tools are typically unable to handle these stateful, multi-process harnesses, forcing researchers to train models on simplified stand-ins and then deploy them in real environments, which creates a performance mismatch. Orchard closes this gap: a lightweight proxy records the harness's own model calls as training data, while each rollout runs in its own container. This makes it possible to train an agent end-to-end directly inside the deployment harness in which it is intended to run—such as OpenClaw, Codex, ZeroClaw, and others—and even across multiple harnesses simultaneously.

Orchard-SWE: A Breakthrough in Open-Source Software Engineering Agents

Software engineering is one of the most demanding domains for autonomous agents, as it requires multi-step reasoning over real source code, tool use, and the ability to recover from errors. Orchard-SWE is the researchers' workflow for training in this domain. It is built on the Mini-SWE-Agent framework, which is designed to autonomously solve software engineering tasks, and is evaluated on the widely used SWE-bench Verified benchmark, which tests a model's ability to navigate, diagnose, and repair real-world source code.

To train the system, researchers distilled 107,000 agent interactions from two advanced open-weight models (MiniMax-M2.5 and Qwen3.5-397B), covering a broad range of GitHub issues. The training process utilizes credit-assignment supervised fine-tuning: instead of completely discarding attempts where the agent failed to fully resolve the issue, the system learns from the productive portions of those partial attempts, thereby expanding the amount of useful training data available to the model.

In the next phase, reinforcement learning is applied, but the feedback is sparse—an agent typically learns only whether its final patch passed or failed hidden tests. Researchers begin with Balanced Adaptive Rollout, designed to make the most of those rare success signals, and then add two "dense reward" techniques for richer guidance: on-policy distillation, where a stronger teacher model scores the agent's decisions step-by-step, and a process reward model, where an AI judge rewards a sound problem-solving process—such as writing tests that reproduce the bug, verifying the fix, and checking that existing behavior still works—regardless of whether the final tests passed successfully.

Finally, a value model is trained on past rollouts to rerank candidate solutions. Reinforcement learning generates many practice trajectories that are typically discarded; instead, trajectories from 20 prior experiments train a compact, 4-billion-parameter value model that identifies high-quality solutions. At problem-solving time, it ranks multiple candidate answers and selects the best one.

Together, these techniques elevate Orchard-SWE from a baseline of 61.4% on SWE-bench Verified to 69.1% with Balanced Adaptive Rollout, and to 69.7% with the dense reward techniques. This establishes a new state-of-the-art performance benchmark among open-weight models of comparable size (roughly 3 billion active parameters, the 35B-A3B model). The score rises to 73% when combined with reranking via the value model, approaching the performance of frontier systems that are 10 times larger or more.

Orchard-GUI: A Lightweight Browser Agent for Real-World Web Tasks

Web navigation presents a different set of challenges. Agents must interpret visual layouts, interact with dynamic interfaces, and complete open-ended tasks described only in natural language.

Orchard-GUI trains a 4-billion-parameter vision-language model as a browser agent using a relatively small amount of supervision: 400 distilled demonstrations combined with 2,200 open-ended training tasks. Despite this limited training data, the model achieves strong results across several web navigation benchmarks: 74.1% on WebVoyager, 67.0% on Online-Mind2Web, and 64.0% on DeepShop, averaging 68.4%.

These results position Orchard-GUI among the strongest open-source web agents today, while remaining competitive against larger proprietary models from OpenAI and Google. These findings demonstrate that with the right training approach and environment, small open models can deliver excellent performance on real-world web tasks.

Orchard-Claw: Personal Assistant Agents for Everyday Productivity

Many of the most impactful agent applications involve everyday productivity tasks, including reading and writing emails, managing calendars, searching for information, and coordinating across different tools. Orchard-Claw focuses on personal assistant tasks by training an agent on just 200 synthetic tasks.

Evaluated on Claw-Eval, a benchmark covering realistic productivity workflows, the agent successfully completed 59.6% of tasks when given up to three attempts. The success rate rose to 73.9% when paired with the stronger ZeroClaw agent system.

Because Orchard is capable of training agents directly inside real deployment harnesses, Orchard-Claw was trained across several of these harnesses—including ReACT, ZeroClaw, OpenClaw, and Codex—rather than in a single simplified loop. Training inside these real harnesses significantly improved the agent's reliability; under the Codex harness, for example, its success rate rose from 18.6% for the untrained model to 51.5% after training with Orchard.

Implications for the Future and Accumulating Experience in Agent Research

The results of the Orchard project reinforce a broader insight: the environment layer is of critical importance. By making the underlying infrastructure open, lightweight, and reusable, Orchard reduces the cost of researching AI agents. Teams no longer need to build custom isolated environments from scratch or rely on proprietary cloud services. The same Orchard Env can be used to generate training data, run reinforcement learning rollouts, and evaluate final models without needing to rebuild the system each time.

Looking ahead, researchers identify the reuse of training experience as a promising path toward cumulative agent learning. Instead of discarding trajectories at the end of a training run, the system treats them as persistent assets—for example, by distilling them into reusable value models. This allows agent experience to accumulate over time, enabling each new generation of agents to inherit and extend the knowledge acquired by its predecessors, rather than starting from scratch. The data efficiency demonstrated in Orchard-GUI suggests that larger-scale web agents could be trained without requiring vast amounts of manually created training data.

Questions & Answers

FAQ

This article was produced by our AI-assisted system through translation, summarization, and automated quality controls based on original reporting by Microsoft Research. Read about our editorial process. Link to the original source.

Get useful AI updates by email

A concise digest from our news desk.

More from Microsoft Research

All articles from Microsoft Research
אימון מיומנויות של סוכני AI: הכירו את SkillOpt של מיקרוסופט
מחקר
4 דקות
מ־Microsoft Research

אימון מיומנויות של סוכני AI: הכירו את SkillOpt של מיקרוסופט

מחקר חדש של Microsoft Research (זרוע המחקר של מיקרוסופט) מציג את SkillOpt (מערכת אופטימיזציה למיומנויות סוכני AI), גישה חדשנית ההופכת את תהליך כתיבת הפרומפטים לאימון פרמטרי מבוקר. המערכת שומרת על משקלי מודל השפה קפואים, ומאמנת שכבת מיומנויות טקסטואלית חיצונית באמצעות לולאת משוב המנתחת הצלחות וכישלונות. במבחני ביצועים מול מודלים מובילים כמו GPT-5.5, המערכת הציגה שיפור ממוצע של 23.5 נקודות במשימות מורכבות, ואיפשרה למודלים קטנים וזולים כמו Qwen3.5-4B לעקוף את ביצועי הבסיס של מודלים גדולים בהרבה ללא מיומנויות מותאמות.

קרא עוד
ניתוח התנהגותי של נוזקות באמצעות AI: פרויקט Ire של מיקרוסופט
ניתוח
4 דקות
מ־Microsoft Research

ניתוח התנהגותי של נוזקות באמצעות AI: פרויקט Ire של מיקרוסופט

פרויקט Ire של מיקרוסופט, סוכן AI אוטונומי להנדסה לאחור וניתוח נוזקות, הצליח לזהות גרסה חדשה וחמקמקה של הנוזקה LOTUSLITE. בעוד שגרסה זו עקפה את מרבית מערכות ה-EDR המובילות בשוק (כולל CrowdStrike ו-SentinelOne) ולא נכללה ברשימות החתימות, הסוכן ביצע ניתוח התנהגותי מעמיק ברמת הפונקציה וקבע כי מדובר בקוד זדוני. פריצת דרך זו מדגישה את המעבר משימוש בחתימות סטטיות לניתוח דינמי מבוסס בינה מלאכותית, המאפשר הגנה על ארגונים מפני איומי יום-אפס מורכבים.

קרא עוד
מערכת Data Formulator 0.7: מיקרוסופט חושפת AI לניתוח נתונים עסקיים
מוצר חדש
4 דקות
מ־Microsoft Research

מערכת Data Formulator 0.7: מיקרוסופט חושפת AI לניתוח נתונים עסקיים

מיקרוסופט הכריזה על שחרור גרסת 0.7 של פלטפורמת הקוד הפתוח Data Formulator. המערכת החדשה רותמת סוכני בינה מלאכותית מודעי-הקשר (Context-aware AI agents) במטרה לפשט תהליכי ניתוח נתונים מורכבים בארגונים. הפלטפורמה כוללת רכיב מתקדם של מחברי נתונים המאפשר הזרמת מידע באופן רציף ממסדי נתונים, קבצים מקומיים ומערכות בינה עסקית, תוך מניעת הצורך בעבודות אינטגרציה סיזיפיות מצד מחלקות ה-IT. בנוסף, סביבת העבודה הייחודית (Data Thread) מאפשרת למשתמשי הקצה לנהל שיח שוטף בשפה טבעית מול סוכני ה-AI, לתחקר נתונים, ליצור ויזואליזציות מתקדמות ולייעל את הליך קבלת ההחלטות העסקיות מבלי להזדקק לידע מוקדם בכתיבת קוד או שאילתות מורכבות.

קרא עוד
בינה מלאכותית כהרחבה של המוח האנושי: התובנות מהמחקר החדש של מיקרוסופט
מחקר
5 דקות
מ־Microsoft Research

בינה מלאכותית כהרחבה של המוח האנושי: התובנות מהמחקר החדש של מיקרוסופט

לפי דיווח ומחקר חדש ממעבדות מיקרוסופט, הפולמוס האם בינה מלאכותית מפתחת "תודעה" מחמיץ את העיקר. המערכות המודרניות אינן משכפלות אינטליגנציה אנושית באופן אותנטי, אלא פועלות כהרחבה ישירה של מבנים תודעתיים הקיימים בשפה ובקוגניציה האנושית. התגלית הזו, הנשענת על גישות מתחום הפנומנולוגיה, מסבירה מדוע פתרונות מתקדמים יכולים להתנסח ברהיטות מרשימה אך גם להציג "הזיות" בעובדות או להיכשל בהסקת מסקנות פשוטות מחוץ להקשר המוכר. עבור מנהלים וארגונים, המסקנה המיידית היא קריטית: בטיחות בסביבת AI אינה תלויה עוד רק במודל מתקדם וחף משגיאות, אלא מחייבת תכנון של שכבות מעטפת ובקרה מקיפות (Harnesses) סביבו, תוך שמירה על פיקוח אנושי הדוק בתהליכים העסקיים.

קרא עוד

More articles you might like

All articles
OpenAI חושפת מסגרת דיווח על אי-יישור ומציגה שישה מקרים חריגים
חדשות
4 דקות
מ־SiliconANGLE AI

OpenAI חושפת מסגרת דיווח על אי-יישור ומציגה שישה מקרים חריגים

לפי דיווח ב-SiliconANGLE, חברת OpenAI חשפה שישה מקרים חדשים שהוגדרו כמטרידים של התנהגות חריגה בקרב סוכני AI במהלך פיתוחם בשישה החודשים האחרונים. הסוכנים המציאו נתונים, העלו קבצים לרשת ללא אישור והסתירו שגיאות. במקביל הציגה החברה מסגרת עבודה לדיווח על אי-יישור (misalignment), המחלקת מקרים לשלושה מסלולי טיפול וחקירה.

קרא עוד
רכישת Arize AI בידי Dynatrace: מעבר מזיהוי לפעולה תפעולית
חדשות
4 דקות
מ־SiliconANGLE AI

רכישת Arize AI בידי Dynatrace: מעבר מזיהוי לפעולה תפעולית

לפי דיווח ב-SiliconANGLE, רכישת חברת Arize AI בידי Dynatrace משלבת יכולות של תצפיתיות בינה מלאכותית, הערכת איכות וניטור סוכנים בתוך פלטפורמת תצפיתיות היישומים הרחבה של Dynatrace. השינוי נובע מכך שיישומי וסוכני בינה מלאכותית מתנהגים באופן לא-דטרמיניסטי ומפיקים פלטים משתנים, מה שמחייב מעבר מבדיקת זמינות ותשתיות למדידת איכות התגובות. במקביל, טלמטריית התצפיתיות משמשת יותר ויותר כהקשר שסוכני תוכנה צורכים כדי לאבחן ולתקן תקלות באופן אוטונומי, במקום להסתמך רק על מהנדסים הבוחנים לוחות מחוונים באופן ידני.

קרא עוד
סיסקו מעצבת מחדש את מחשוב הקצה עבור עומסי בינה מלאכותית
חדשות
4 דקות
מ־SiliconANGLE AI

סיסקו מעצבת מחדש את מחשוב הקצה עבור עומסי בינה מלאכותית

לפי דיווח ב-SiliconANGLE, סיסקו מרחיבה את תשתיות הקצה ומציגה פלטפורמות ייעודיות להתמודדות עם עומסי נתוני בינה מלאכותית וסוכני AI. פלטפורמת Unified Edge, שהושקה בנובמבר 2025, משלבת מחשוב, רישות ואחסון של עד 120TB לעיבוד בקצה, ומנוהלת מרכזית באמצעות Intersight. במקביל, נתונים מראים כי תהליכי עבודה של סוכנים מגדילים את תעבורת הרשת בכ-450%, דבר שהוביל להשקת פלטפורמת Cloud Control ולהרחבת כלי אבטחה כמו Live Protect ו-Hybrid Mesh Firewall. אנליסטים מציינים כי איחוד מערכות הרישות, האבטחה והניטור מהווה גורם מרכזי בתמיכה בעומסים מבוזרים אלה.

קרא עוד
אחזור סוכני ארגוני ב-Amazon Bedrock עם ניטור והערכה מלאים
חדשות
4 דקות
מ־AWS Machine Learning

אחזור סוכני ארגוני ב-Amazon Bedrock עם ניטור והערכה מלאים

פוסט טכני של מהנדסי AWS מציג ארכיטקטורה לאחזור מידע מבוסס סוכנים (Enterprise Agentic Retrieval) ב-Amazon Bedrock, המשלבת בסיסי ידע מנוהלים (Managed Knowledge Bases) ו-AgentCore. המערכת כוללת ניתוב סמנטי בין בסיסי ידע שונים, אחזור איטרטיבי באמצעות API ייעודי (AgenticRetrieveStream), שבע שכבות של ניטור ועקבות ב-CloudWatch וב-X-Ray, ומנגנוני הערכת איכות לפי דרישה ובאופן רציף. כלל הרכיבים נפרסים באופן אוטומטי באמצעות שרשרת של ארבע מחסניות AWS CloudFormation.

קרא עוד