着人工智能技术的快速发展,检索增强生成(RAG)作为一种结合检索与生成的创新技术,正在重新定义信息检索的方式。本文深入探讨了RAG的核心原理及其在实际应用中的挑战与解决方案。文章首先分析了通用大模型在知识局限性、幻觉问题和数据安全性等方面的不足,随后详细介绍了RAG通过“检索+生成”模式如何有效解决这些问题。具体而言,RAG利用向量数据库高效存储与检索目标知识,并结合大模型生成合理答案。此外,文章还对RAG的关键技术进行了全面解析,包括文本清洗、文本切块、向量嵌入、召回优化及提示词工程等环节。最后,针对RAG系统的召回效果与模型回答质量,本文提出了多种评估方法,为实际开发提供了重要参考。通过本文,读者可以全面了解RAG技术的原理、实现路径及其在信息检索领域的革命性意义。
前言
人工智能(AI)时代的到来为技术人员提供了丰富的学习和发展机会。对于没有算法背景的技术同学来说,迎接这种新兴机遇与挑战并做好应对准备和知识储备是非常重要的。
结合笔者这一段对于大模型和AI技术的一些学习以及对基于AI改造的诸多实际应用场景的了解。于是就写了这篇文章。另外,本篇文章不会用过多的篇幅来讲算法基础的内容,而把重点放在AI应用的核心技术概念的理解上。
人工智能术语概述
想必大家在刚开始阅读人工智能相关的文章或书籍的时候,总是听到诸如LLM,chatGPT,RAG,Agent等等的术语,但是不知道这些术语对应的技术点关联性在哪里,没关系,咱们首先来学习下这些术语的定义:
AI:Artificial Intelligence的缩写,指“人工智能”,人工智能是指模拟人类智能的计算机系统或软件,使其能够执行诸如学习、推理、问题解决、感知、语言理解等复杂任务。
生成式AI:是一种人工智能技术,能够自动生成新的内容,如文本、图像、音频和视频等。与传统的AI不同,生成式AI不仅能分析和理解数据,还能基于其学习到的信息创造出新的内容。
AIGC:AI Generated Content的缩写,意指由人工智能生成的内容。在算法和数码内容制作领域,AIGC涉及使用人工智能技术生成各种形式的内容,比如文字、图像、视频、音乐等。
NLP:Natural Language Processing的缩写,指“自然语言处理”,自然语言处理是人工智能的一个子领域,主要研究计算机如何理解、解释和生成人类语言。NLP技术包括文本分析、语言生成、机器翻译、情感分析、对话系统等。
Transformer:一种用于自然语言处理(NLP)任务的深度学习模型,最初由Vaswani等人在2017年的论文中提出。它引入了一种名为“自注意力”(self-attention)的机制,能够有效地处理序列数据,且在许多NLP任务,如机器翻译、文本生成和语言建模中取得了巨大的成功。
BERT:Bidirectional Encoder Representations from Transformers的缩写,是一种自然语言处理(NLP)的预训练模型。它由Google AI研究团队于2018年首次提出。BERT的主要创新在于它使用了双向(即上下文敏感)的Transformer模型来对文本进行编码。
PEFT:Parameter-Efficient Fine-Tuning的缩写,中文高效参数微调,这是一种微调机器学习模型的方法,旨在减少需要更新的参数数量,从而降低计算成本和存储需求,同时保持模型性能。PEFT技术在大型预训练模型(如BERT、GPT等)的下游任务适配中尤为重要,因为直接微调这些模型可能会耗费大量计算资源和时间。
LoRA:Low-Rank Adaptation的缩写,一种用于微调大规模语言模型的一种技术。它通过将模型的权重分解成低秩矩阵来显著减少参数数量和计算开销,从而使得模型在资源受限的环境中也能进行高效的适应性调整。
LLM:Large Language Model的缩写,指“大语言模型”,这类模型是基于机器学习和深度学习技术,特别是自然语言处理(NLP)中的一种技术。大语言模型通过大量的文本数据进行训练,以生成、理解和处理自然语言。一些著名的LLM示例包括OpenAI的GPT(Generative Pre-trained Transformer)系列模型,如GPT-3和GPT-4
RAG:Retrieval-Augmented Generation的缩写,指“检索增强生成”,这是一个跨越检索和生成任务的框架,通过先从数据库或文档集合中检索到相关信息,然后利用生成模型(如Transformer模型)来生成最终的输出。目前在技术发展趋势和应用落地上,RAG是工程同学较为值得探索的领域。
Agent:中文叫智能体,一个能独立执行任务和做出决策的实体,在人工智能中,Agent可以是一个机器人,一个虚拟助手,或是一个智能软件系统,它能够通过学习和推理来完成复杂任务。在多Agent系统中,多个独立的Agents相互协作或竞争,以共同解决问题或完成任务。
GPT:Generative Pre-trained Transformer的缩写,指“生成式预训练变换器”,GPT模型利用大量文本数据进行预训练,然后可以通过微调来执行特定任务,例如语言生成、回答问题、翻译、文本摘要等。
LLaMA:Large Language Model Meta AI的缩写,是由Meta开发的一系列大型自然语言处理模型。这些模型在处理文本生成和理解任务方面表现出色,类似于其他著名的大型语言模型如GPT-3
chatGPT:由OpenAI开发的一种基于GPT(生成预训练变换模型)架构的人工智能聊天机器人。它使用自然语言处理技术,能够理解并生成类似人类的文本回复。可以看做是一种Agent。
Prompt:指的是提供给模型的一段初始文本,用于引导模型生成后续的内容。
Embedding:中文叫嵌入,是一种将高维数据映射到低维空间的技术,但仍尽可能保留原数据的特征和结构。嵌入技术通常用于处理和表示复杂的数据如文本、图像、音乐以及其他高维度的数据类型。
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