流程步驟

RAG的工作流程包括三個主要步驟:檢索、增強和生成。首先,通過用戶的查詢從外部知識源中檢索相關信息。然后,將檢索到的信息與用戶查詢一起嵌入到提示模板中進行增強。最后,將增強后的提示輸入到LLM中,生成所需的輸出。

應用場景

RAG流程廣泛應用于需要結合實時信息和領域知識的場景,如客戶服務、技術支持和內容生成。這種流程可以顯著提高回答的準確性和相關性。

當前大語言模型的局限性

數據范圍限制

當前的大語言模型(LLMs)在訓練時使用的是大量的靜態數據,這限制了它們對最新信息的掌握能力。這種數據范圍的限制常導致模型在面對新問題時的幻覺現象。

計算資源消耗

為了適應特定領域的信息,傳統上需要對模型進行微調,這種方法需要耗費大量的計算資源,難以快速適應信息的變化。

解決方法

針對上述局限性,檢索增強生成(RAG)提供了一種更為靈活和高效的解決方案。通過結合外部知識源,RAG能夠有效地彌補LLM的知識盲區和數據更新問題。

ChatGPT回答局限性示例

解決方案與RAG的提出

微調與RAG的對比

盡管微調能夠使大語言模型適應特定領域的信息,但其高昂的成本和復雜的操作使其局限性明顯。相比之下,RAG的引入提供了一種更為靈活且易于更新的方案。

RAG的核心思想

RAG通過檢索模塊和生成模型的結合,從外部知識源獲取額外信息。這種方法不僅靈活,還能大大降低誤導性信息的產生概率。

實踐中的優勢

在實踐中,RAG能夠迅速適應信息的更新,并為用戶提供更準確的回答。它在許多需要實時更新的領域表現出色,例如新聞報道和技術支持。

RAG的理論基礎與比喻

理論基礎

RAG的理論基礎在于將事實性知識與模型的推理能力分離。事實性知識存儲在外部知識源中,可以隨時更新,而推理能力則仍然由LLM負責。

比喻解釋

RAG的作用類似于開卷考試,學生在考試時可以使用參考資料來解答問題,RAG則利用外部知識源幫助LLM生成更精確的答案。

模型知識分類

在RAG中,知識分為參數化知識(模型在訓練中學習的)和非參數化知識(存儲在外部知識源的)。這種分類使知識的管理和更新更加高效。

RAG理論基礎示意圖

基于LangChain實現RAG的方法

LangChain角色

LangChain在RAG的實現中扮演整體編排的角色,它協調OpenAI的大語言模型、Weaviate的向量數據庫和嵌入模型,實現檢索增強生成流程。

實現步驟

RAG的實現包括三個步驟:準備數據、檢索信息和生成答案。LangChain通過整合這些步驟,簡化了RAG的實施過程。

代碼示例

以下代碼展示了如何使用LangChain實現RAG:

import requests
from langchain.document_loaders import TextLoader

url = "https://example.com/data.txt"
res = requests.get(url)
with open("data.txt", "w") as f:
    f.write(res.text)

loader = TextLoader('./data.txt')
documents = loader.load()

準備步驟與向量數據庫的建立

數據收集與加載

首先,需要收集并加載數據。例如,可以使用LangChain提供的DocumentLoader加載文本數據,為后續步驟做準備。

文檔分塊處理

由于文檔可能超出LLM的處理窗口,因此需要將其切割為更小的片段。LangChain提供了多種文本分割工具,如CharacterTextSplitter。

嵌入與存儲

對文本塊進行嵌入生成向量,并將它們存儲在Weaviate向量數據庫中。這樣可以實現對文本塊的高效語義搜索。

RAG流程的完整示例

檢索步驟

一旦向量數據庫準備好,你可以設定檢索組件,根據用戶查詢與已嵌入文本塊的語義相似度,檢索出額外的上下文信息。

retriever = vectorstore.as_retriever()

增強步驟

準備一個提示模板,以便用額外的上下文信息來增強原始提示。這樣可以確保生成的回答的準確性和相關性。

template = """You are an assistant for question-answering tasks..."""
prompt = ChatPromptTemplate.from_template(template)

生成步驟

通過將檢索器、提示模板與LLM結合形成一個序列,定義好RAG序列后,開始執行它。

from langchain.chat_models import ChatOpenAI
llm = ChatOpenAI(model_name="gpt-3.5-turbo", temperature=0)
query = "What did the president say about Justice Breyer"
rag_chain.invoke(query)

RAG流程示例圖

FAQ

問:什么是檢索增強生成(RAG)?

問:RAG如何解決當前大語言模型的局限性?

問:RAG的工作流程包括哪些步驟?

問:在實踐中,RAG有哪些優勢?

問:RAG中的知識是如何分類的?

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