大语言模型入门(四)——检索增强生成(RAG)

一、什么是检索增强生成

        检索增强生成(Retrieval-Augmented Generation,RAG)由Facebook AI Research(FAIR)团队于2020年首次提出,这是一种结合了信息检索技术与语言生成模型的人工智能技术。它通过从外部知识库中检索相关信息,并将其作为提示(Prompt)输入给大型语言模型(LLM),以增强模型处理知识密集型任务的能力,如问答、文本摘要、内容生成等。RAG技术的优势在于它能够提供更加准确、丰富且符合用户需求的文本内容。它允许开发人员为生成模型提供最新的研究、统计数据或新闻,从而保持信息的时效性和相关性,缓解知识截止问题(模型的知识仅限于训练时的数据)和模型幻觉(模型生成不准确或虚假的信息)。

二、RAG的流程

        RAG的工作流程通常包括以下几个步骤:

        1、检索(Retrieval):根据用户的查询,从预先构建的知识库中检索出相关的信息。这些信息通常被转换成向量形式存储在数据库中,通过计算查询与数据库中向量的相似度来检索最相关的信息。

        2、增强(Augmentation):将检索到的信息与原始查询结合起来,形成增强的提示词,这个增强的提示词包含了查询的上下文信息。

        3、生成(Generation):利用增强的提示词作为输入,大语言模型生成回答或完成特定的语言任务。

三、如何应用RA

### 构建RAG系统初学者指南 #### 定义RAG系统 检索增强生成(Retrieval-Augmented Generation, RAG)是一种结合了密集向量索引和自然语言处理模型的技术,用于提高文本生成的质量和准确性。通过利用外部知识库中的信息来补充训练数据集的信息不足之处。 #### 准备工作环境 为了从头开始创建一个简单的RAG系统,首先需要安装必要的软件包并设置开发环境。对于Python用户来说,可以依赖Hugging Face Transformers库以及Faiss或其他相似的矢量化搜索引擎来进行实现[^2]。 ```bash pip install transformers faiss-cpu datasets torch ``` #### 数据收集与预处理 构建有效的RAG应用之前,获取高质量的数据源至关重要。这些资源可能包括但不限于网页抓取的内容、百科全书条目或是特定领域内的文档集合。接着要对原始素材执行清洗操作去除噪声,并将其转换成适合后续使用的格式。 #### 创建语料库索引 一旦拥有了经过清理后的文本片段列表,则可以通过编码器将它们映射到高维空间里的稠密表示形式——即所谓的嵌入(embeddings),之后再把这些嵌入存储在一个高效的近似最近邻(Near Neighbor Search,NNS)结构里以便快速查找最相关的项。 ```python from sentence_transformers import SentenceTransformer import numpy as np import faiss # 使用预训练的语言模型作为编码器 encoder = SentenceTransformer('all-MiniLM-L6-v2') # 假设有如下一些句子组成的语料库 corpus_sentences = ["Example document one.", "Another example text."] # 获取每篇文档对应的embedding embeddings = encoder.encode(corpus_sentences) # 初始化FAISS索引并向其中添加所有的embeddings dimensionality = embeddings.shape[1] index = faiss.IndexFlatL2(dimensionality) index.add(np.array([emb.tolist() for emb in embeddings])) ``` #### 集成查询接口 最后一步就是设计能够接收输入问题并将之转化为潜在匹配答案的过程。这通常涉及到先计算询问字符串相对于整个数据库内各个项目的相似度得分;随后挑选出排名靠前的结果返回给调用方。 ```python def retrieve_top_k(query: str, k=5): query_embedding = encoder.encode([query]) distances, indices = index.search( np.array(query_embedding).astype("float32"), k=k ) top_results = [(distances[0][i], corpus_sentences[idx]) for i, idx in enumerate(indices[0])] return sorted(top_results, key=lambda x:x[0]) print(retrieve_top_k("Find me something interesting")) ``` 以上代码展示了如何基于已有的工具链搭建起基本框架,在此基础上还可以进一步探索优化策略比如微调编码组件或者引入更复杂的评分机制等方法提升性能表现。
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