今天分享的是:大模型应用:(五)大模型检索增强
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大模型如何告别“胡编乱造”?检索增强技术为AI装上“外挂知识库”
在人工智能领域,大语言模型(LLM)虽能妙笔生花般生成内容,却常因“记忆偏差”陷入“胡编乱造”的窘境——回答历史事件时可能混淆时间线,解读专业问题时或许引用过时理论。而检索增强生成(RAG)技术的出现,恰似为大模型配备了“外挂知识库”,让AI既能保持生成内容的流畅性,又能确保信息的准确性与时效性。
RAG:让大模型告别“幻觉”的关键技术
RAG的核心理念是将传统信息检索系统与生成式大模型深度融合。简单来说,当用户提出问题时,系统不再仅依赖大模型参数中存储的“静态知识”,而是会先从外部知识库(如文档、网页、数据库等)中检索相关信息,再将这些实时、权威的内容融入回答生成过程。
这一技术的诞生源于大模型的“天然短板”。当前大模型的知识被“固化”在参数中,存在四大痛点:在缺乏答案时会“编造”信息;面对需要最新数据的问题,可能输出过时内容;生成的回复可能基于非权威来源;还会因术语理解偏差导致错误。例如,若询问某药品的最新适应症,未使用RAG的模型可能仍基于数年前的临床数据作答,而RAG则能实时抓取最新医学文献,让回答贴合前沿进展。
相较于通过“微调”优化模型的方式,RAG具备显著优势。它成本更低,避免了微调可能破坏模型其他能力的问题,还能访问实时信息,更重要的是可保护企业隐私数据——无需将敏感数据纳入模型训练,只需在检索阶段按需调用。也正因如此,以联网搜索为代表的RAG应用,已成为当下大模型落地的主流方向。
非结构化数据检索:让AI读懂“散装知识”
在现实世界中,大量信息以非结构化形式存在,如文档、网页、音频、视频等。非结构化检索增强的核心,是让大模型能高效理解并利用这些“散装知识”。
文档检索:从“关键词匹配”到“语义搜索”的进化
传统文档检索多依赖关键词匹配,如查找“人工智能发展现状”,会检索包含这些词汇的文档,但这种方式常因语义歧义导致结果不准确。如今主流的语义检索,借助深度学习将文本转化为“向量”——一种能表征语义的数字序列。例如“西南财经大学”经编码后会变成1536维的向量,“狗”和“猫”的向量余弦相似度约为0.66,“狗”和“苹果”则为0.39,这表明向量空间中语义相近的内容距离更短。
为提升检索效率,对于数万级以下的数据可直接暴力搜索,而大规模数据则需借助Faiss、LanceDB等索引技术执行“k近邻查询”。同时,为解决长文档语义分散问题,通常会对文档进行“分块”处理,分块策略包括基于分隔符、字数或语义,如按句号将长文切分为若干段落,再分别向量化,确保检索到的内容更贴合用户需求。
网络检索:让大模型获取“实时情报”
网络检索增强与文档检索原理相通,但其数据来源是动态的互联网。它具有四大优势:作为动态知识源,能实时抓取网页、论坛、新闻等开放数据;突破了时效性限制,可获取最新信息,如查询2025年比特币价格时,能返回当月经由多平台验证的最新数据;覆盖开放领域,适应跨行业、跨学科的综合查询;支持长尾需求,能快速响应突发新闻、技术趋势等。
这一能力的基石是HTTP协议,它像信息高速公路的“交通规则”,定义了从互联网获取实时信息的标准方式,能建立检索系统与网页的动态连接,支持JSON、HTML等多格式数据获取。如今,ChatGPT、DeepSeek等大模型的联网搜索功能,正是网络检索增强的典型应用。
结构化数据检索:让AI玩转“关系网”与“数据库”
除了非结构化数据,结构化数据(如关系数据库、知识图谱)的检索增强同样关键,其核心是将自然语言查询精准映射到结构化数据模式。
知识图谱检索:编织“知识关系网”
知识图谱是将现实世界实体及关系以“三元组”形式建模的结构化知识表示,例如“爱因斯坦—获得—诺贝尔物理学奖”。微软开源的GraphRAG技术,将知识图谱与RAG结合,显著提升了大模型处理复杂问题的能力。
GraphRAG的工作流程分为索引构建和查询处理两部分。索引构建时,先将文本切分为块,再用大模型提取实体与关系构建知识图谱,最后通过图嵌入技术优化节点表示;查询处理时,先生成任务嵌入,再进行多模态检索,融合相关知识后查询图数据库,最终生成回答。这种方式让大模型能理解复杂的关系型问题,如“找出与爱因斯坦有合作关系且获得过诺贝尔奖的科学家”。
关系数据库检索:让自然语言“操控”数据库
关系数据库以表、行、列存储信息,通过SQL语言查询。斯坦福大学与伯克利大学联合提出的TAG模型,将RAG与数据库结合,可处理复杂的自然语言查询,其包含三个关键步骤:查询合成,将自然语言转化为数据库查询,如查询“总结最卖座经典爱情电影的评论”时,会生成结合LLM推理的SQL语句,先筛选类型为“爱情”且被判定为“经典”的电影,再找出票房最高的;查询执行,在数据库中执行生成的SQL,获取相关数据;答案生成,利用大模型将查询结果转化为自然语言回答,如总结《泰坦尼克号》的评论。
RAG的现实挑战与应用思考
RAG技术在落地过程中面临诸多挑战。在医疗诊断领域,知识图谱检索增强适合处理复杂的疾病关联分析,如构建“症状—疾病—药物”关系网,辅助医生发现潜在病因,且因知识图谱的结构化特性,误诊风险较低、查询效率稳定;而传统关系数据库检索增强则更适合管理患者历史数据、检验报告等结构化信息,但在处理需要跨领域关联的复杂病例时,可能因数据关系表达有限而影响准确性。
构建学术论文问答系统时,文档检索增强可深度处理PDF论文中的专业内容,确保对经典理论的解读准确;网络检索增强则能获取最新研究动态,如某领域的最新实验成果。两者互补性明显:前者是“基石”,后者是“前沿触角”,但潜在冲突在于,网络信息的权威性参差不齐,需建立严格的信源验证机制。
处理法律合同时,长文本语义分散问题突出。分块策略操作简单、效率高,适合快速定位条款,但可能割裂上下文语义;摘要生成能提炼核心内容,保持语义连贯性,但可能丢失细节;知识图谱嵌入可构建条款间的关系网,便于理解复杂逻辑,但构建成本较高。实际应用中,常需结合多种方法,如先分块再生成摘要,同时构建简易知识图谱,以平衡效率与准确性。
从搜索引擎到智能助手,RAG技术正推动AI从“模糊回答”向“精准服务”进化。它既保留了大模型的创造性,又通过外部知识检索赋予其“严谨性”,这种“生成+检索”的模式,或许是当下AI实现可靠应用的最优解之一。随着技术的不断成熟,RAG有望在医疗、法律、学术等更多领域落地,让AI真正成为人类可信赖的智能伙伴。
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