AIGC｜利用大语言模型实现智能私域问答助手-编程知识

随着ChatGPT的爆火，最近大家开始关注到大语言模型（LLM）这个领域。像雨后春笋一样，国内外涌现出了很多LLM。作为开发者，我们通常会关注LLM各自擅长的领域和能力，然后思考如何利用它们的能力来解决某个场景或下游任务。

假如现在有一个需求是实现一个私域知识的文本生成问答助手，我们应该如何去实现呢？

下面就来试验一下。

一、模型选择

首先，我们要明确需求：我们需要一个模型，能理解用户的问题并生成固定格式的回答。这就要求模型具备良好的语义分析和文本生成能力。在这种情况下，我们选择使用ChatGPT的GPT-3.5模型。

然而，像GPT这样的大模型，要训练自己的数据集是既困难又昂贵的，所以我们采用了一种称为“zero-shot-prompt”的方法，也就是“0样本”无需训练，直接使用模型。但zero-shot也存在一个难题：我们需要将我们的私域知识全部放入输入中，作为上下文和问题一起交给LLM处理。

但大家知道，OpenAI的API由于底层机制的原因，存在Token数的限制。这就意味着我们交给模型的输入内容文本长度是有限制的。因此，我们不能一次性将所有内容交给LLM处理。

二、向量数据库

向量数据库的出现为我们解决了这一问题。传统关系型数据库主要进行关键字匹配查询，而向量数据库则擅长进行语义查询，能检索出与输入内容相似的结果。这里先引入一个关键概念，即Embedding，也就是将文本知识或其他数据格式的内容通过Embedding算法转换成向量数据，然后存入向量数据库中。这样，数据库就能基于相似性算法找出最接近的数据并返回给我们。目前市面上的向量数据库有很多，这里暂不一一介绍，感兴趣的读者可以自行了解。

在ChatGPT中，使用了Pinecone和Chroma两种向量库。本例中，我们采用Milvus向量数据库来存储私域知识，Embedding算法直接使用了OpenAI提供的算法。

三、LangChain

作为应用端开发人员，我们可能对模型交互不太了解，但这并不妨碍我们使用LangChain这个开源框架来快速构建端到端的应用程序。LangChain可以帮助我们轻松管理与语言模型的交互，将多个组件链接在一起，并集成额外的资源，例如 API 和数据库等。通过使用LangChain，我们可以轻松地将模型和数据库集成起来。

下面我将开始使用LangChain将模型和数据库集成起来。

# 准备数据 提前将私域信息向量化后存入数据库中
fromlangchain.vectorstores importMilvus
fromlangchain.embeddings importOpenAIEmbeddings
embedding_function=OpenAIEmbeddings()
vector_db = Milvus(
embedding_function,
collection_name="test_01",
connection_args={"host": "127.0.0.1", "port": "19530"},
)
text1 = 'xxxx公司下有AI服务器产品:KunTai A222、KunTai A722、 KunTai A924'
text2 = 'xxxx公司下有单路服务器产品:KunTai R222、KunTai R224'
text3 = 'xxxx公司下有四路服务器产品:KunTai R822'
vector_db.add_texts([text1,text2,text3])

上图可以看到vector字段里面的数据就是Text的Embedding结果

#设置open_api_key
importos
os.environ[ "OPENAI_API_KEY"] = "自己的key"# 接入模型
fromlangchain.llms importOpenAI
llm = OpenAI(temperature=0)# 定义memory ,这里我们自定义出一个memory类，从Milvus查询相似度高的信息作为上下文，同时利用redis缓存历史用户对话信息
fromlangchain.schema importBaseMemory
frompydantic importBaseModel
fromtyping importAny, Dict, List, Union
fromlangchain.schema importDocument
fromlangchain.memory importRedisChatMessageHistory
fromlangchain.embeddings.openai importOpenAIEmbeddings
fromlangchain.vectorstores importMilvus
fromlangchain.schema import(
AIMessage,
HumanMessage
)classSelfMemory(BaseMemory, BaseModel):
........省略
@property
defmemory_variables(self)-> List[str]:
return[self.context_memory_key,self.chat_memory_key]defload_memory_variables(self, inputs: Dict[str, Any])-> Dict[str, Union[List[Document], str]]:
# 根据用户的输入先从milvus里面去检索出相识度比较高的几条信息
docs = self.vector_db.similarity_search(query = inputs[list(inputs.keys())[0]],k = 5)
result: Union[List[Document], str]
result = "\n".join([doc.page_content fordoc indocs])
# 获取用户历史对话
chat_result = self.spit_chat_history(self.chat_history.messages)
return{self.context_memory_key: result,self.chat_memory_key:chat_result}defsave_context(self, inputs: Dict[str, Any], outputs: Dict[str, str])-> None:
#只存储会话相关信息存储到redis里面
self.chat_history.add_user_message(inputs[list(inputs.keys())[0]])
self.chat_history.add_ai_message(outputs[list(outputs.keys())[0]])
# 定义PromptTemplate 
fromlangchain.prompts importPromptTemplate
_DEFAULT_TEMPLATE = """以下是用户和助手之间的友好对话。助手十分智能，能够自己结果上下文进行回答问题。已知信息是在私有数据库里面检索出来比较接近的信息，
历史对话是用户之前和助手的聊天记录,请结合已知信息和对话信息来做出回答,回答请使用下面我给出的格式回答。如果不知道答案，请直接告诉我不知道。已知信息:
{context}
历史对话:
{history}
当前对话:
用户: {input}
助手:"""
PROMPT = PromptTemplate(
input_variables=["context","history", "input"], template=_DEFAULT_TEMPLATE
)
# 构造chain 模拟对话 当前用户为lisi
fromlangchain.chains importConversationChain
user_name = 'lisi'
conversation = ConversationChain(
llm=llm,
verbose=False,
memory=SelfMemory(user_name),
prompt=PROMPT
)
conversation.run("我想买一台AI服务器")