【萬字長文】深度剖析:RAG、AI Agent與Agentic RAG的融合發(fā)展|值得收藏 原創(chuàng) 精華
一、引言:AI 發(fā)展浪潮中的新探索
在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的時(shí)代,人工智能(AI)正以前所未有的速度不斷前進(jìn)。科學(xué)家們持續(xù)鉆研,開發(fā)出各種用于知識(shí)共享、信息表達(dá)、推理以及決策的創(chuàng)新方法。
近年來,檢索增強(qiáng)生成(Retrieval-Augmented Generation,簡稱 RAG)技術(shù)異軍突起,備受矚目。它能夠?qū)⒋笮驼Z言模型與外部最新知識(shí)相結(jié)合,為模型的輸出提供堅(jiān)實(shí)的事實(shí)依據(jù)。與此同時(shí),AI 智能體,作為一種能夠感知環(huán)境并做出響應(yīng)的智能軟件,在涉及順序決策、靈活性以及規(guī)劃的任務(wù)中發(fā)揮著不可或缺的關(guān)鍵作用。
然而,隨著任務(wù)的復(fù)雜程度日益攀升,單純依賴 RAG 或者 AI 智能體中的任何一種方法,往往難以應(yīng)對(duì)諸多挑戰(zhàn)。正是在這樣的背景下,Agentic RAG 應(yīng)運(yùn)而生,它巧妙地融合了 RAG 的知識(shí)獲取能力與 AI 智能體的決策技能,為解決復(fù)雜問題開辟了新的路徑。接下來,讓我們深入探究 RAG、AI 智能體以及 Agentic RAG 的奧秘,詳細(xì)了解它們的理論背景、基本原理以及實(shí)際應(yīng)用案例。
二、知識(shí)基石:探索前的必備儲(chǔ)備
在深入探索 AI 智能體、多智能體系統(tǒng)以及檢索增強(qiáng)生成這些復(fù)雜概念之前,我們有必要先掌握一些基礎(chǔ)要素。
(一)人工智能基礎(chǔ)
首先,要理解人工智能的核心原則,比如機(jī)器學(xué)習(xí)和自然語言處理。機(jī)器學(xué)習(xí)就像是賦予機(jī)器“學(xué)習(xí)能力”的魔法,讓機(jī)器能夠從大量數(shù)據(jù)中找到規(guī)律,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)新數(shù)據(jù)的預(yù)測和判斷。而自然語言處理則專注于讓機(jī)器能夠理解和處理人類的自然語言,就如同我們?nèi)伺c人之間交流一樣,使機(jī)器能夠讀懂我們說的話,并給出合適的回應(yīng)。
(二)檢索增強(qiáng)生成(RAG)
我們要對(duì) RAG 有深入的洞察,明白它是如何將檢索方法與生成模型相結(jié)合的。簡單來說,RAG 就是在傳統(tǒng)生成模型的基礎(chǔ)上,增加了一個(gè)從外部數(shù)據(jù)中檢索相關(guān)信息的步驟,從而讓模型生成的內(nèi)容更加準(zhǔn)確、豐富。
(三)自治系統(tǒng)
還需要對(duì)自治系統(tǒng)在現(xiàn)代 AI 應(yīng)用中的重要性有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)。自治系統(tǒng)能夠讓 AI 在一定程度上自主地做出決策,不需要人類時(shí)刻進(jìn)行干預(yù),這大大提高了 AI 應(yīng)用的效率和靈活性。
三、RAG 詳解:定義、概念與關(guān)鍵范式
(一)RAG 的定義與概念概述
檢索增強(qiáng)生成(RAG),簡單來講,就是將大型語言模型與檢索系統(tǒng)融合在一起,讓模型在生成回答時(shí),不再僅僅依賴于自身訓(xùn)練所學(xué)到的參數(shù),而是能夠從外部數(shù)據(jù)中獲取支持,從而使回答更加基于事實(shí)。傳統(tǒng)的大型語言模型(LLMs)雖然功能強(qiáng)大,但常常會(huì)出現(xiàn)一種情況,那就是生成看似合理卻與事實(shí)不符的回答,這種現(xiàn)象被稱為“幻覺”。
RAG 通過引入一個(gè)外部檢索步驟,很好地解決了這個(gè)問題。它能夠從海量的外部數(shù)據(jù)中檢索并添加事實(shí)性或上下文相關(guān)的信息。例如,我們可以看下面這個(gè) RAG 系統(tǒng)應(yīng)用的示意圖:
假設(shè)用戶向像 ChatGPT 這樣的大型語言模型詢問一個(gè)熱門新聞故事,這時(shí)模型的局限性就會(huì)暴露出來。因?yàn)樗蕾嚨氖沁^時(shí)的、靜態(tài)的信息,無法獲取實(shí)時(shí)更新。而 RAG 則能夠從外部來源獲取最新的相關(guān)數(shù)據(jù)。當(dāng)用戶詢問某個(gè)新聞故事時(shí),RAG 會(huì)搜索與該問題相關(guān)的最新文章或報(bào)道,并將這些信息與原始查詢結(jié)合起來,形成一個(gè)更具信息量的提示。
這個(gè)增強(qiáng)后的提示能夠讓語言模型將檢索到的知識(shí)融入到輸出中,從而生成知識(shí)豐富且準(zhǔn)確的回答。因此,RAG 顯著提高了模型提供精確、及時(shí)信息的能力,在那些需要實(shí)時(shí)更新信息的領(lǐng)域,如新聞、科學(xué)進(jìn)展或金融市場,發(fā)揮著巨大的作用。
(二)RAG 的關(guān)鍵范式
RAG 研究模型不斷演進(jìn),目前可以大致分為三個(gè)不同的階段:樸素 RAG(Naive RAG)、高級(jí) RAG(Advanced RAG)和模塊化 RAG(Modular RAG),具體如下圖所示:
1.Navie RAG:初始方法與局限樸素檢索增強(qiáng)生成方法代表了檢索增強(qiáng)技術(shù)的初始階段。它采用了一個(gè)相對(duì)簡單直接的流程:
- 索引編制:將文檔分割成較小的塊,轉(zhuǎn)換為向量表示,然后存儲(chǔ)在向量數(shù)據(jù)庫中。這就好比把一本大書按照章節(jié)或者段落分成一個(gè)個(gè)小部分,并且給每個(gè)小部分都貼上一個(gè)獨(dú)特的“標(biāo)簽”(向量表示),方便后續(xù)查找。
- 檢索:根據(jù)與用戶提供查詢的語義相似度,檢索相關(guān)的文檔塊。也就是通過比較查詢與各個(gè)文檔塊“標(biāo)簽”的相似程度,找出最匹配的那些文檔塊。
- 生成:將檢索到的文檔塊與查詢結(jié)合起來,生成回答。
然而,樸素 RAG 存在一些明顯的局限性:
- 檢索挑戰(zhàn):在檢索過程中,很難同時(shí)保證精確性和召回率。這可能導(dǎo)致選擇錯(cuò)誤或不必要的文檔塊,同時(shí)遺漏生成準(zhǔn)確回答所必需的數(shù)據(jù)。這些檢索漏洞會(huì)降低最終結(jié)果的質(zhì)量。比如說,本來要找關(guān)于蘋果這種水果的信息,結(jié)果檢索出來的卻是關(guān)于蘋果公司的內(nèi)容,或者遺漏了一些關(guān)鍵的關(guān)于蘋果營養(yǎng)價(jià)值的信息。
- 生成困難:當(dāng)模型生成回答時(shí),可能會(huì)產(chǎn)生幻覺,即生成的陳述在檢索上下文中沒有事實(shí)依據(jù)。而且,回答可能缺乏相關(guān)性,包含有毒內(nèi)容或者存在偏見,這會(huì)嚴(yán)重影響回答的可靠性和實(shí)用性。比如,在回答關(guān)于某種疾病治療方法的問題時(shí),模型可能會(huì)生成一些沒有科學(xué)依據(jù)的治療建議。
- 增強(qiáng)挑戰(zhàn):要有效地將檢索到的信息與任務(wù)要求對(duì)齊,存在相當(dāng)大的困難。例如,如果將查詢和檢索到的信息簡單組合,可能會(huì)導(dǎo)致輸出不連貫;如果從不同來源獲取了相同的文檔塊,答案可能會(huì)變得冗余且不簡潔;確定檢索到文本的相關(guān)性并使其與查詢上下文一致,也會(huì)增加處理的復(fù)雜性;此外,檢索到的數(shù)據(jù)可能具有不同的語氣或結(jié)構(gòu),要將它們與 AI 生成的文本順利融合,以實(shí)現(xiàn)連貫性和一致性,也需要額外的努力。
- 上下文限制:對(duì)原始查詢進(jìn)行一次檢索,往往無法獲取足夠的上下文數(shù)據(jù),尤其是對(duì)于復(fù)雜或多方面的查詢。這種不足可能導(dǎo)致回答不完整或碎片化。比如,對(duì)于一個(gè)關(guān)于全球氣候變化對(duì)不同地區(qū)農(nóng)業(yè)影響的復(fù)雜問題,一次檢索可能無法涵蓋所有相關(guān)地區(qū)和影響因素的信息。
- 過度依賴增強(qiáng)信息:生成模型可能過度依賴檢索到的內(nèi)容,導(dǎo)致結(jié)果僅僅反映了這些信息,而缺乏真正的綜合或洞察。這使得結(jié)果對(duì)于復(fù)雜查詢的意義和實(shí)用性大打折扣。例如,在回答一個(gè)需要深入分析的問題時(shí),模型只是簡單羅列檢索到的信息,而沒有進(jìn)行深入的思考和整合。
2.Advanced RAG
高級(jí) RAG 針對(duì)樸素 RAG 的不足,對(duì)檢索和索引編制過程進(jìn)行了特定的改進(jìn),旨在提高檢索的精確性,減少噪聲,并增強(qiáng)檢索信息的整體實(shí)用性。它采用了檢索前和檢索后兩種技術(shù)來優(yōu)化流程。
A.重新排序文檔塊:根據(jù)相關(guān)性對(duì)檢索到的文檔塊進(jìn)行重新排列,將最重要的內(nèi)容放在提示的開頭。像 LlamaIndex、LangChain 和 HayStack 等框架都采用了這種方法來優(yōu)化檢索結(jié)果。這樣,模型在生成回答時(shí),能夠優(yōu)先關(guān)注最重要的信息。
B.上下文壓縮:直接將所有檢索到的文檔輸入到大型語言模型中,可能會(huì)使系統(tǒng)不堪重負(fù),導(dǎo)致信息稀釋,降低對(duì)關(guān)鍵細(xì)節(jié)的關(guān)注。為了緩解這個(gè)問題,可以采用以下策略:選擇關(guān)鍵信息,即檢索后努力識(shí)別最關(guān)鍵的部分,同時(shí)消除不相關(guān)或重復(fù)的內(nèi)容;縮短上下文,壓縮檢索到的文檔塊,確保輸入到模型的內(nèi)容簡潔且專注于查詢。例如,對(duì)于一篇很長的關(guān)于蘋果種植技術(shù)的文章,在壓縮后,只保留與用戶查詢緊密相關(guān)的關(guān)鍵種植步驟和注意事項(xiàng)等信息。
- 檢索前過程:檢索前的工作主要集中在改進(jìn)索引結(jié)構(gòu)以及細(xì)化原始用戶查詢,以提高檢索質(zhì)量。其目的有兩個(gè)方面:一是提高索引內(nèi)容的質(zhì)量和相關(guān)性,二是使查詢更適合高效檢索。這包括一些策略,如提高數(shù)據(jù)粒度(將數(shù)據(jù)劃分得更細(xì)致)、優(yōu)化索引結(jié)構(gòu)、添加元數(shù)據(jù)、優(yōu)化對(duì)齊以及混合檢索等。查詢優(yōu)化則旨在為檢索任務(wù)明確用戶的原始問題,常見的技術(shù)包括查詢重寫、轉(zhuǎn)換和擴(kuò)展。比如,用戶輸入“蘋果”,通過查詢擴(kuò)展,可以將其擴(kuò)展為“蘋果這種水果的營養(yǎng)價(jià)值和常見品種”,這樣就能更精準(zhǔn)地檢索到相關(guān)信息。
- 檢索后過程:在檢索到相關(guān)上下文后,將其與用戶查詢集成以改進(jìn)生成結(jié)果至關(guān)重要。檢索后過程中的方法包括對(duì)文檔塊重新排序和上下文壓縮。
3.Kodular RAG
模塊化 RAG 架構(gòu)超越了樸素 RAG 和高級(jí) RAG 模型,具有更強(qiáng)的適應(yīng)性和多功能性。它采用多種策略來增強(qiáng)自身能力,包括用于相似性搜索的專用搜索模塊以及對(duì)檢索器的精心微調(diào)。一些突破性的創(chuàng)新直接應(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn),如重新構(gòu)建 RAG 模塊和優(yōu)化 RAG 管道。這種模塊化設(shè)計(jì)允許在組件之間進(jìn)行順序處理和全面的端到端訓(xùn)練,在樸素 RAG 和高級(jí) RAG 的核心原則基礎(chǔ)上,進(jìn)一步完善 RAG 框架。
模塊化 RAG 框架提供了專門的組件來提高檢索和處理能力,具體如下表所示:
這種模塊化方法極大地提高了檢索的精確性和對(duì)各種任務(wù)及查詢的適應(yīng)性。
模塊化 RAG 代表了 RAG 家族的一個(gè)重要進(jìn)步。它超越了靜態(tài)檢索系統(tǒng),通過納入專門模塊并允許靈活設(shè)置,不僅提高了性能,還能夠輕松與新興技術(shù)集成,在各種應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大的潛力。
四、AI 智能體:自主與適應(yīng)的核心力量
(一)AI 智能體的定義與核心組件
一提到 AI 智能體,我們通常會(huì)想到那些能夠像人類一樣與周圍環(huán)境進(jìn)行交互的自主機(jī)器人或數(shù)字助手。但實(shí)際上,AI 智能體可以定義為任何通過智能過程感知環(huán)境并做出響應(yīng)的計(jì)算實(shí)體。它主要包含以下幾個(gè)重要組件:
- 感知:涉及收集和解釋傳入數(shù)據(jù)的過程,這些數(shù)據(jù)可能來自傳感器、API 或者用戶交互。比如說,智能攝像頭通過傳感器感知周圍環(huán)境中的圖像信息,然后將這些信息傳遞給智能體進(jìn)行后續(xù)處理。
- 推理/決策:這是一個(gè)內(nèi)部機(jī)制,它根據(jù)感知到的數(shù)據(jù)生成計(jì)劃或決策。這個(gè)過程可能依賴于規(guī)則、啟發(fā)式方法或者機(jī)器學(xué)習(xí)算法。例如,一個(gè)智能投資顧問根據(jù)市場數(shù)據(jù)和預(yù)先設(shè)定的投資規(guī)則,為用戶制定投資決策。
- 行動(dòng):智能體產(chǎn)生的最終輸出,可以表現(xiàn)為文本響應(yīng)、對(duì)外部系統(tǒng)的指令,或者在環(huán)境中的物理交互。比如,智能客服通過文本回復(fù)用戶的咨詢,或者智能機(jī)器人根據(jù)指令在生產(chǎn)線上進(jìn)行操作。
(二)常見的 AI 智能體類型
從簡單的反射智能體到先進(jìn)的基于效用的智能體,每一種類型都具有獨(dú)特的能力,適用于不同復(fù)雜程度和任務(wù)要求的場景。
1.簡單反射智能體
簡單反射智能體是最基本的 AI 智能體類型。它們僅僅對(duì)當(dāng)前從環(huán)境中接收到的輸入做出反應(yīng),沒有對(duì)先前交互的記憶,也不考慮更廣泛的上下文。這些智能體使用預(yù)定義的規(guī)則,即條件 - 行動(dòng)規(guī)則來決定自己的行動(dòng)。
- 工作原理:簡單反射智能體的工作過程如下:首先感知環(huán)境,收集能夠說明當(dāng)前環(huán)境狀態(tài)的輸入(或感知);然后將感知與一組預(yù)先確定的規(guī)則或條件進(jìn)行匹配;一旦條件滿足,智能體就執(zhí)行相應(yīng)的行動(dòng)。其邏輯可以簡單概括為:“如果條件成立,那么執(zhí)行行動(dòng)”。例如,恒溫器就是一個(gè)典型的簡單反射智能體,它使用簡單的條件 - 行動(dòng)規(guī)則。它感知的是房間當(dāng)前的溫度,其條件 - 行動(dòng)規(guī)則為:如果溫度低于 68°F,就啟動(dòng)加熱器;如果溫度超過 77°F,就關(guān)閉加熱器。恒溫器在運(yùn)行時(shí),不會(huì)考慮諸如一天中的時(shí)間或者預(yù)期的溫度波動(dòng)等變量,它僅僅對(duì)當(dāng)前的溫度讀數(shù)做出響應(yīng)。我們可以看下面這個(gè)示意圖:
上圖展示了一個(gè)簡單反射智能體,它通過傳感器與環(huán)境進(jìn)行交互以收集輸入,并使用效應(yīng)器根據(jù)既定的條件 - 行動(dòng)規(guī)則執(zhí)行行動(dòng)。環(huán)境提供反饋,形成一個(gè)持續(xù)的交互循環(huán)。
- 局限性:簡單反射智能體雖然有一定的優(yōu)勢,但也存在一些明顯的局限性。它們?nèi)狈τ洃洠瑹o法適應(yīng)不斷變化的情況,也不能從過去的經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)。它們的決策僅僅基于當(dāng)前的輸入,不考慮先前的上下文或未來的可能性。這種不靈活性在需要更好地理解環(huán)境或進(jìn)行更復(fù)雜決策的情況下可能會(huì)引發(fā)問題。例如,恒溫器雖然能夠準(zhǔn)確控制溫度,但無法考慮諸如一天中的時(shí)間或者天氣預(yù)報(bào)中的天氣變化等外部因素。這種缺乏適應(yīng)性和規(guī)則創(chuàng)建能力的特點(diǎn),使得簡單反射智能體只能在穩(wěn)定的環(huán)境中執(zhí)行特定的任務(wù)。
2.基于模型的反射智能體:連接簡單與上下文的橋梁
基于模型的反射智能體在簡單反射智能體的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),它使用一個(gè)環(huán)境的內(nèi)部模型。通過保持對(duì)世界的一種表示,這些智能體能夠推斷出它們當(dāng)前的環(huán)境狀態(tài),并預(yù)測自己行動(dòng)的結(jié)果。
- 工作原理:基于模型的反射智能體的主要特點(diǎn)是其內(nèi)部模型,這個(gè)模型就像是對(duì)環(huán)境狀態(tài)的一種記憶,幫助智能體在更廣泛的上下文中理解當(dāng)前的感知。當(dāng)智能體接收到一個(gè)感知時(shí),它會(huì)更新自己的內(nèi)部模型以反映環(huán)境的變化。然后,智能體參考這個(gè)更新后的模型來評(píng)估條件 - 行動(dòng)規(guī)則,并決定最佳行動(dòng)方案。與僅僅依賴即時(shí)感知的簡單反射智能體不同,基于模型的智能體在決策時(shí)同時(shí)利用當(dāng)前的觀察和從其模型中推斷出的狀態(tài)。例如,機(jī)器人吸塵器就是一個(gè)基于模型的反射智能體。它使用傳感器來識(shí)別自己的位置并檢測障礙物,同時(shí)保持一個(gè)房間的內(nèi)部地圖。這個(gè)地圖幫助吸塵器記住它已經(jīng)清潔過的區(qū)域,從而更有效地避開障礙物。這樣,與簡單反射系統(tǒng)相比,該智能體能夠避免不必要的行動(dòng),提高工作性能。我們可以參考下面這張圖:
該圖展示了一個(gè)基于模型的反射智能體,它使用傳感器感知環(huán)境。它保持一個(gè)內(nèi)部狀態(tài)和本體來理解當(dāng)前的情況。智能體使用條件 - 行動(dòng)規(guī)則來決定采取何種行動(dòng),并通過執(zhí)行器執(zhí)行這些行動(dòng),從而在反饋循環(huán)中與環(huán)境進(jìn)行交互。
- 局限性:雖然擁有內(nèi)部模型提高了這些智能體的能力,但它們?nèi)匀幻媾R一些局限性。首先,智能體決策的有效性在很大程度上依賴于其內(nèi)部模型的質(zhì)量和完整性。如果模型過時(shí)或者不正確,智能體可能會(huì)做出糟糕或錯(cuò)誤的決策。它們?nèi)狈﹂L期目標(biāo)和規(guī)劃技能,并且依賴于預(yù)定義的條件 - 行動(dòng)規(guī)則,這限制了它們在復(fù)雜或不可預(yù)測情況下的適應(yīng)性。盡管存在這些缺點(diǎn),基于模型的反射智能體在簡單性和適應(yīng)性之間找到了一個(gè)平衡點(diǎn)。它們特別適用于那些存在環(huán)境變化,但可以通過保持內(nèi)部狀態(tài)合理推斷的任務(wù)。這種特性使它們成為邁向更先進(jìn) AI 系統(tǒng)(如基于目標(biāo)的智能體或?qū)W習(xí)智能體)的重要一步。
3.基于目標(biāo)的智能體:有目的的決策
基于目標(biāo)的智能體通過將目標(biāo)集成到其決策框架中,對(duì)基于反射的智能體進(jìn)行了增強(qiáng)。與僅僅對(duì)當(dāng)前感知或條件做出響應(yīng)的基本或基于模型的反射智能體不同,基于目標(biāo)的智能體根據(jù)潛在行動(dòng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)結(jié)果的有效性來評(píng)估這些行動(dòng)。它們的規(guī)劃和推理能力使它們能夠在復(fù)雜多變的環(huán)境中茁壯成長。
- 工作原理:基于目標(biāo)的智能體通過執(zhí)行以下操作來運(yùn)行:首先感知環(huán)境,通過其感知輸入觀察環(huán)境的當(dāng)前條件;然后更新狀態(tài),保持對(duì)世界當(dāng)前狀態(tài)的一種表示;接著評(píng)估目標(biāo),回顧其目標(biāo)以確定期望的結(jié)果;再進(jìn)行規(guī)劃,使用搜索或決策算法評(píng)估潛在行動(dòng),并預(yù)測它們的影響,以確定最佳行動(dòng)方案;最后執(zhí)行行動(dòng),一旦制定了計(jì)劃,智能體就會(huì)實(shí)施該行動(dòng)以朝著其目標(biāo)前進(jìn)。例如,GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)就像是一個(gè)基于目標(biāo)的智能體。用戶設(shè)定一個(gè)目的地,該智能體根據(jù)距離、交通狀況和道路條件評(píng)估最佳路線。在選擇了一條路徑后,系統(tǒng)會(huì)提供逐步的導(dǎo)航指引以到達(dá)目的地。我們來看下面這個(gè)示意圖:
上圖展示了一個(gè)基于目標(biāo)的智能體,它感知環(huán)境、評(píng)估其狀態(tài)、跟蹤世界的變化,并評(píng)估行動(dòng)的效果以預(yù)測未來結(jié)果。它依賴于特定的目標(biāo)來決定采取何種行動(dòng),并使用效應(yīng)器實(shí)施這些決策以實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)。
- 類型:基于目標(biāo)的智能體根據(jù)其決策風(fēng)格主要分為四類:
a.反應(yīng)式智能體:這些智能體優(yōu)先考慮即時(shí)目標(biāo),并對(duì)環(huán)境變化做出快速反應(yīng)。它們使用既定規(guī)則或啟發(fā)式方法,而不是詳細(xì)的規(guī)劃。例如,在一個(gè)實(shí)時(shí)策略游戲中,當(dāng)敵人突然出現(xiàn)時(shí),反應(yīng)式智能體控制的角色會(huì)立即采取躲避或攻擊等預(yù)設(shè)動(dòng)作。
b.慎思式智能體:也稱為規(guī)劃智能體,慎思式智能體專注于長期目標(biāo),通過評(píng)估潛在行動(dòng)及其影響來進(jìn)行決策。它們使用環(huán)境模型來估計(jì)其行動(dòng)的結(jié)果,選擇最適合其目標(biāo)的選項(xiàng)。比如,在一個(gè)城市規(guī)劃項(xiàng)目中,慎思式智能體控制的規(guī)劃系統(tǒng)會(huì)綜合考慮各種因素,如土地利用、交通流量等,制定出長期的城市發(fā)展規(guī)劃。
c.混合式智能體:混合式智能體融合了反應(yīng)式和慎思式智能體的優(yōu)點(diǎn)。在緊急情況下,它們能夠迅速做出即時(shí)反應(yīng);而在時(shí)間和資源允許的情況下,又會(huì)進(jìn)行深入的思考和規(guī)劃。這類智能體通常具有分層架構(gòu),支持反應(yīng)式和慎思式兩種處理過程。例如,在自動(dòng)駕駛汽車系統(tǒng)中,當(dāng)遇到突然出現(xiàn)的障礙物時(shí),混合式智能體會(huì)立即采取緊急制動(dòng)或避讓等反應(yīng)式操作;而在正常行駛過程中,它會(huì)基于地圖信息、交通規(guī)則以及行駛目標(biāo)等進(jìn)行慎思式規(guī)劃,選擇最優(yōu)路線和行駛策略 。
e.學(xué)習(xí)型智能體:學(xué)習(xí)型智能體通過從以往的經(jīng)驗(yàn)中汲取智慧,不斷改進(jìn)自身的決策能力。它們依據(jù)周圍環(huán)境的反饋,對(duì)自己的策略或目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整,從而優(yōu)化行動(dòng)方案。以電商平臺(tái)的智能推薦系統(tǒng)為例,學(xué)習(xí)型智能體可以根據(jù)用戶的歷史瀏覽、購買記錄以及與推薦內(nèi)容的交互情況,不斷學(xué)習(xí)用戶的偏好,進(jìn)而為用戶提供更精準(zhǔn)、更符合其需求的商品推薦 。
- 優(yōu)勢:基于目標(biāo)的智能體在復(fù)雜環(huán)境中表現(xiàn)出色。其適應(yīng)性體現(xiàn)在能夠聚焦于目標(biāo),而非受限于嚴(yán)格規(guī)則,從而靈活應(yīng)對(duì)變化的條件。憑借規(guī)劃能力,它們能夠?qū)ξ磥斫Y(jié)果進(jìn)行評(píng)估,挑選與長期目標(biāo)相符的行動(dòng),確保朝著目標(biāo)穩(wěn)步前行。在面對(duì)環(huán)境變化時(shí),它們調(diào)整計(jì)劃的能力使其即便在充滿不確定性的情況下,也能做出最優(yōu)決策 。
- 局限性:盡管基于目標(biāo)的智能體具備適應(yīng)性和規(guī)劃能力,但仍存在一定局限。由于在具有眾多可能行動(dòng)或環(huán)境變化難以預(yù)測的情況下,生成和評(píng)估計(jì)劃需要大量資源,這使得其計(jì)算復(fù)雜度較高。確定目標(biāo)也頗具挑戰(zhàn),尤其是當(dāng)目標(biāo)模糊不清或相互沖突時(shí)。此外,這些智能體高度依賴準(zhǔn)確的環(huán)境模型和可靠的預(yù)測算法,一旦出現(xiàn)不準(zhǔn)確的情況,就可能導(dǎo)致決策欠佳,從而限制了其實(shí)際效果 。
4.基于效用的智能體:用偏好優(yōu)化決策基于效用的智能體在基于目標(biāo)的智能體基礎(chǔ)上更進(jìn)一步,引入了“效用”這一概念,它用于衡量不同結(jié)果的可取程度。這類智能體并非僅僅滿足于達(dá)成某個(gè)目標(biāo),而是對(duì)每個(gè)潛在結(jié)果的可取性進(jìn)行評(píng)估,優(yōu)先選擇那些能夠提升整體效用的行動(dòng)。在復(fù)雜且充滿不確定性的環(huán)境中,它們權(quán)衡利弊、平衡多個(gè)相互競爭目標(biāo)的能力,使其具有卓越的決策效能 。
- 工作原理:效用驅(qū)動(dòng)的智能體依賴一種獨(dú)特的系統(tǒng)運(yùn)行,它們?yōu)楦鞣N狀態(tài)或結(jié)果賦予數(shù)值(即效用值),并借助效用函數(shù)來衡量特定行動(dòng)實(shí)現(xiàn)自身偏好或目標(biāo)的程度。其具體運(yùn)作流程如下:首先感知環(huán)境,通過感知器觀察當(dāng)前環(huán)境狀態(tài);接著更新狀態(tài),根據(jù)最新變化刷新其對(duì)環(huán)境的內(nèi)部認(rèn)知;然后評(píng)估效用,運(yùn)用效用函數(shù)對(duì)每個(gè)行動(dòng)的期望結(jié)果進(jìn)行評(píng)估;之后選擇行動(dòng),綜合考慮短期和長期后果,挑選出效用值最高的行動(dòng);最后執(zhí)行行動(dòng),實(shí)施選定的行動(dòng),并隨著環(huán)境的演變不斷重復(fù)這個(gè)循環(huán) 。以自動(dòng)駕駛汽車為例,它就是一個(gè)現(xiàn)實(shí)中的基于效用的智能體。在行駛過程中,它需要綜合考量諸多因素,如行駛時(shí)間、燃油效率、乘客舒適度以及安全性等。通過效用函數(shù),自動(dòng)駕駛汽車能夠平衡這些相互沖突的目標(biāo),確定最優(yōu)的行駛路線和駕駛方式 。我們可以參考以下示意圖:
上圖展示了一個(gè)基于效用的智能體,它利用傳感器感知環(huán)境,通過效用函數(shù)評(píng)估狀態(tài)、潛在行動(dòng)及其結(jié)果,以此判斷在每種情況下自身的滿意程度。隨后,智能體挑選出最佳行動(dòng),并通過執(zhí)行器付諸實(shí)踐,與環(huán)境形成反饋循環(huán) 。
- 優(yōu)勢:基于效用的智能體在復(fù)雜場景中優(yōu)勢顯著。其優(yōu)化決策的能力使其能夠借助效用函數(shù),在相互競爭的目標(biāo)之間權(quán)衡利弊,選擇最優(yōu)行動(dòng)。由于可以通過修改效用函數(shù)輕松適應(yīng)新的優(yōu)先事項(xiàng),它們具有很強(qiáng)的靈活性。在不可預(yù)測的環(huán)境中,這類智能體基于預(yù)期結(jié)果評(píng)估行動(dòng),即便面臨挑戰(zhàn),也能保持可靠的性能表現(xiàn) 。
- 局限性:盡管基于效用的智能體有諸多優(yōu)點(diǎn),但也存在明顯不足。其中一個(gè)主要難題在于設(shè)計(jì)效用函數(shù)的復(fù)雜性,尤其是在存在多個(gè)目標(biāo)的情況下,必須精確地體現(xiàn)偏好或目標(biāo)。此外,在大型狀態(tài)空間中,評(píng)估眾多潛在行動(dòng)的效用需要大量計(jì)算資源,這對(duì)硬件性能要求較高。而且,由于預(yù)測存在不確定性,這類智能體的性能嚴(yán)重依賴于對(duì)環(huán)境及自身行動(dòng)結(jié)果預(yù)測的可靠性 。
(三)理解 AI 智能體堆棧
人工智能的持續(xù)發(fā)展催生了先進(jìn)的 AI 智能體,它們能夠自主做出決策并獨(dú)立執(zhí)行任務(wù)。這些智能體依托一個(gè)復(fù)雜的框架,即“AI 智能體堆棧”,該框架包含多個(gè)對(duì)其運(yùn)行至關(guān)重要的層次和組件 。AI 智能體堆棧是支持 AI 智能體運(yùn)作的多層架構(gòu),截至 2024 年末,它主要由以下三個(gè)核心層構(gòu)成 :
- 模型服務(wù)層:這一基礎(chǔ)層主要圍繞通過推理引擎部署大型語言模型展開,通常可通過 API 訪問。像 OpenAI 和 Anthropic 等知名提供商,擁有專有的模型;而 Together.AI 和 Fireworks 等平臺(tái),則提供包括 Llama 3 在內(nèi)的開放權(quán)重模型。在本地模型推理方面,vLLM 等工具因基于 GPU 的服務(wù)能力而備受關(guān)注;對(duì)于熱衷于在個(gè)人設(shè)備上運(yùn)行模型的愛好者來說,Ollama 和 LM Studio 則是不錯(cuò)的選擇 。
- 存儲(chǔ)層:AI 智能體需要管理對(duì)話歷史記錄、記憶以及外部數(shù)據(jù)的狀態(tài)。向量數(shù)據(jù)庫,如 Chroma、Weaviate、Pinecone、Quadrant 和 Milvus 等,常被用于存儲(chǔ)這種“外部記憶”,使智能體能夠處理超出其即時(shí)上下文的數(shù)據(jù)。同時(shí),具備向量搜索功能(如 pgvector)的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,如 Postgres,也為基于嵌入的搜索和存儲(chǔ)提供支持 。
- 智能體框架層:這些框架負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)大型語言模型的調(diào)用,并管理智能體的狀態(tài),涵蓋對(duì)話歷史和執(zhí)行階段。它們能夠集成各種工具和庫,使智能體得以執(zhí)行超越標(biāo)準(zhǔn) AI 聊天機(jī)器人功能的操作。不同的框架在狀態(tài)管理、工具執(zhí)行以及對(duì)多種模型的支持等方法上存在差異,這也決定了它們在不同用途中的適用性 。
(四)理解多智能體系統(tǒng)
在人工智能這個(gè)快速發(fā)展、充滿活力的領(lǐng)域中,多智能體系統(tǒng)是一個(gè)令人興奮的研究與應(yīng)用方向 。多智能體系統(tǒng)由多個(gè)自主智能體組成,這些智能體在共享環(huán)境中協(xié)同工作、相互競爭或獨(dú)立運(yùn)行,以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的挑戰(zhàn) 。這些智能體既可以是軟件程序,也可以是物理機(jī)器人,它們具備感知環(huán)境、彼此通信以及做出決策的能力,旨在實(shí)現(xiàn)各自或共同的目標(biāo) 。
1.一些多智能體框架和平臺(tái):在開發(fā)和實(shí)施多智能體系統(tǒng)(MAS)時(shí),有許多可用的框架和工具,以下是一些較為突出的示例 :
- JADE(Java 智能體開發(fā)框架):JADE 是一個(gè)廣泛認(rèn)可的用于在 Java 中開發(fā)多智能體系統(tǒng)的開源框架,它遵循 FIPA(智能物理代理基金會(huì))制定的標(biāo)準(zhǔn) 。
- PADE(Python 智能體開發(fā)框架):PADE 專為開發(fā)、執(zhí)行和管理多個(gè)智能體在分布式計(jì)算環(huán)境中運(yùn)行的場景而設(shè)計(jì) 。
- NetLogo:NetLogo 是一個(gè)多智能體編程環(huán)境,主要用于對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真 。
- Swarm:這是 OpenAI 開發(fā)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)性框架,用于促進(jìn)多個(gè)智能體之間的交互協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)它們之間的復(fù)雜協(xié)作 。
- LangGraph:它是一個(gè)靈活的框架,專注于構(gòu)建先進(jìn)的多智能體系統(tǒng),強(qiáng)調(diào)開發(fā)的簡便性和可擴(kuò)展性 。
- LangChain:這是一個(gè)用于基于大型語言模型開發(fā)應(yīng)用程序(包括多智能體架構(gòu))的重要框架,擁有強(qiáng)大的社區(qū)支持 。
此外,新興的多智能體平臺(tái)開發(fā)框架還包括 :
- RLlib:它為強(qiáng)化學(xué)習(xí)提供了先進(jìn)的支持 。
- PettingZoo:這是一個(gè)專門為多智能體強(qiáng)化學(xué)習(xí)研究而設(shè)計(jì)的 Python 庫 。
- OpenAI Gym:因其靈活的環(huán)境而聞名,非常適合多智能體場景 。
在選擇框架時(shí),必須考慮編程語言的兼容性、可擴(kuò)展性需求,同時(shí)也要結(jié)合具體的研究或開發(fā)目標(biāo),以確保所選平臺(tái)能夠滿足項(xiàng)目的實(shí)際需求 。
2.多智能體系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn):多智能體系統(tǒng)雖然具有顯著優(yōu)勢,但其開發(fā)過程伴隨著諸多挑戰(zhàn) 。
- 通信開銷:在較大規(guī)模的系統(tǒng)中,管理智能體之間高效且安全的信息交換變得愈發(fā)復(fù)雜,這是首要關(guān)注的問題之一 。隨著智能體數(shù)量的增加,消息傳遞的數(shù)量和頻率急劇上升,可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁堵和延遲,影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度 。
- 協(xié)調(diào)復(fù)雜性:協(xié)調(diào)復(fù)雜性也帶來了額外的難題,在競爭與合作并存的環(huán)境中,需要先進(jìn)的策略來促進(jìn)協(xié)作并解決沖突 。不同智能體可能具有不同的目標(biāo)和行為方式,如何讓它們協(xié)同工作,避免沖突,實(shí)現(xiàn)共同目標(biāo),是一個(gè)需要深入研究的課題 。
- 可擴(kuò)展性:另一個(gè)重大障礙是可擴(kuò)展性,引入新的智能體可能會(huì)極大地增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和資源需求 。隨著系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大,不僅計(jì)算資源的需求大幅增長,而且系統(tǒng)的管理和維護(hù)難度也會(huì)顯著提高 。
- 智能體行為設(shè)計(jì):最后,設(shè)計(jì)智能體的行為需要精心規(guī)劃,并具備專業(yè)知識(shí),以確保其具備韌性和適應(yīng)變化的能力 。智能體在面對(duì)動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境時(shí),需要能夠及時(shí)調(diào)整行為,做出合理決策 。
這些挑戰(zhàn)凸顯了在開發(fā)多智能體系統(tǒng)過程中,進(jìn)行戰(zhàn)略規(guī)劃和使用先進(jìn)工具的重要性 。
五、運(yùn)用 DigitalOcean 的 GenAI 平臺(tái)助力 AI 智能體開發(fā)
DigitalOcean 的 GenAI 平臺(tái)為 AI 智能體的開發(fā)與部署提供了創(chuàng)新解決方案 。作為一個(gè)完全托管的服務(wù)平臺(tái),它消除了 AI 開發(fā)過程中常見的諸多難題,為開發(fā)者提供了訪問先進(jìn)模型、定制資源以及集成工作流程的便捷途徑 。
借助 GenAI 平臺(tái),開發(fā)者能夠直接使用頂級(jí)的生成式 AI 模型 。這意味著開發(fā)者無需操心復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施管理,就可以利用生成式 AI 的最新進(jìn)展 。這種直接訪問極大地降低了技術(shù)門檻,無論團(tuán)隊(duì)規(guī)模大小,都能夠?qū)⒋笮驼Z言模型的強(qiáng)大功能應(yīng)用于各種實(shí)際場景 。
GenAI 平臺(tái)通過集成工作流程簡化了 AI 開發(fā)過程,增強(qiáng)了功能并降低了復(fù)雜性 。其中包括以下關(guān)鍵組件 :
- 檢索增強(qiáng)生成:通過將生成式 AI 與定制數(shù)據(jù)相結(jié)合,提高了響應(yīng)的準(zhǔn)確性和相關(guān)性 。這使得智能體在生成回答時(shí),能夠參考更多與任務(wù)相關(guān)的具體信息,從而提供更精準(zhǔn)、有用的回復(fù) 。
- 函數(shù)調(diào)用:該功能允許智能體執(zhí)行特定的外部任務(wù)函數(shù),拓展了它們的能力范圍 。例如,智能體可以調(diào)用數(shù)據(jù)分析函數(shù)對(duì)特定數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,或者調(diào)用地圖 API 獲取地理位置信息等 。
- 智能體路由:支持智能體在同一系統(tǒng)內(nèi)管理多個(gè)目標(biāo),實(shí)現(xiàn)多任務(wù)處理 。比如,在一個(gè)客戶服務(wù)系統(tǒng)中,智能體可以同時(shí)處理客戶的咨詢、投訴以及售后需求等不同任務(wù) 。
GenAI 平臺(tái)不僅僅是一個(gè)開發(fā)工具,更是一個(gè)全面的生態(tài)系統(tǒng),為開發(fā)者提供構(gòu)建智能、適應(yīng)性強(qiáng)的 AI 智能體所需的一切必要資源 。
六、Agentic RAG:檢索增強(qiáng)生成與自主性的融合
(一)動(dòng)機(jī)與產(chǎn)生背景
Agentic RAG 是對(duì)檢索增強(qiáng)概念的創(chuàng)新拓展,將其從靜態(tài)的、單輪次交互場景,延伸至自主智能體的多步驟決策環(huán)境中 。RAG 主要側(cè)重于為生成內(nèi)容提供事實(shí)依據(jù),而 AI 智能體則在復(fù)雜環(huán)境中具備規(guī)劃能力和適應(yīng)性 。通過將這兩種模型融合,Agentic RAG 旨在構(gòu)建能夠在迭代決策任務(wù)中高效運(yùn)行,同時(shí)避免產(chǎn)生“幻覺”現(xiàn)象的自主系統(tǒng) 。
Agentic RAG 開發(fā)的背后動(dòng)機(jī)源于那些需要上下文感知生成和實(shí)時(shí)行動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用場景 。例如在先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域,機(jī)器人需要實(shí)時(shí)感知環(huán)境、檢索相關(guān)知識(shí)并做出決策;在法律咨詢服務(wù)中,律師需要系統(tǒng)能夠根據(jù)最新的法律條文和案例,結(jié)合客戶的具體情況提供準(zhǔn)確建議;在醫(yī)療診斷場景下,醫(yī)生期望系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)分析最新的醫(yī)學(xué)研究成果,輔助診斷患者病情;以及在持續(xù)的客戶服務(wù)互動(dòng)中,需要系統(tǒng)能夠根據(jù)客戶歷史記錄和實(shí)時(shí)需求,提供個(gè)性化、準(zhǔn)確的服務(wù) 。
在這些場景中,僅僅檢索相關(guān)信息是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的 。智能體必須對(duì)信息進(jìn)行分析、評(píng)估其重要性、確定響應(yīng)方式,并可能在持續(xù)的反饋循環(huán)中執(zhí)行相應(yīng)行動(dòng) 。
(二)技術(shù)深度剖析與設(shè)計(jì)考量
1.檢索器的選擇與優(yōu)化:檢索器模塊在 RAG 和 Agentic RAG 技術(shù)中都處于核心地位 。主要有兩種檢索方法,傳統(tǒng)的稀疏向量檢索(如 TF - IDF 或 BM25)和神經(jīng)密集向量檢索(采用 DPR、ColBERT 或 Sentence - BERT 等技術(shù)) 。稀疏檢索方法廣為人知,易于管理,對(duì)于短查詢表現(xiàn)穩(wěn)定 。而神經(jīng)檢索在處理復(fù)雜查詢和同義詞時(shí)往往更具優(yōu)勢,但訓(xùn)練和推理過程需要 GPU 資源支持 。
為提升大規(guī)模系統(tǒng)的性能,通常會(huì)采用近似最近鄰(ANN)搜索框架,如 FAISS(Facebook AI 相似性搜索)、ScaNN(可擴(kuò)展最近鄰搜索)和 HNSW(分層可導(dǎo)航小世界) 。這些庫能夠在高維空間中高效索引密集向量,通過量化、聚類或基于圖的策略提高查詢速度 。盡管 ANN 方法通常需要在搜索速度和召回準(zhǔn)確率之間進(jìn)行權(quán)衡,但在 Agentic RAG 系統(tǒng)中,其大幅降低的延遲對(duì)于實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)檢索至關(guān)重要 。
選擇 ANN 框架通常取決于具體的應(yīng)用場景需求,包括數(shù)據(jù)規(guī)模、維度以及硬件資源(CPU 還是 GPU)等因素 。該領(lǐng)域的持續(xù)研究,如硬件加速創(chuàng)新和新型索引結(jié)構(gòu)的探索,不斷推動(dòng)大規(guī)模向量搜索效率的提升 。
2.生成器模型的選擇:生成器可以是預(yù)訓(xùn)練的變壓器模型,如 GPT - 3.5、GPT - 4、T5,或者針對(duì)相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行微調(diào)的專業(yè)模型 。選擇時(shí)需要考慮以下因素 :
- 模型規(guī)模與延遲要求:較大的模型通常能夠生成更流暢、上下文更豐富的輸出,但可能伴隨著更高的成本或較慢的執(zhí)行速度 。例如,在對(duì)響應(yīng)速度要求極高的實(shí)時(shí)聊天場景中,可能需要權(quán)衡選擇較小但速度更快的模型 。
- 領(lǐng)域?qū)I(yè)性:針對(duì)特定領(lǐng)域相關(guān)數(shù)據(jù)集(如法律、醫(yī)療、學(xué)術(shù))對(duì)模型進(jìn)行微調(diào),可以提高生成內(nèi)容的相關(guān)性,并減少錯(cuò)誤輸出的可能性 。比如,醫(yī)療領(lǐng)域的智能診斷系統(tǒng),經(jīng)過醫(yī)療數(shù)據(jù)微調(diào)的模型能夠更準(zhǔn)確地分析病情、提供診斷建議 。
- 控制機(jī)制:一些技術(shù),如“提示工程”或適配器模塊,可以更精確地引導(dǎo)生成過程 。在復(fù)雜、對(duì)安全性要求較高的環(huán)境中,這些特性尤為重要 。例如,在金融風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估場景中,通過精心設(shè)計(jì)提示,能夠引導(dǎo)模型生成更符合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果 。
3.智能體控制器與循環(huán)結(jié)構(gòu):在 Agentic 檢索增強(qiáng)生成系統(tǒng)中,智能體控制器負(fù)責(zé)管理一個(gè)復(fù)雜的多步驟循環(huán),該循環(huán)整合了檢索和生成過程 。這個(gè)迭代循環(huán)通常按以下步驟進(jìn)行 :
- 觸發(fā)激活:系統(tǒng)在接收到用戶查詢或識(shí)別到預(yù)定義事件時(shí)開始運(yùn)行 。例如,在一個(gè)智能法律咨詢系統(tǒng)中,當(dāng)用戶輸入法律問題時(shí),系統(tǒng)被觸發(fā) 。
- 上下文檢索:控制器向知識(shí)庫發(fā)送查詢,獲取相關(guān)上下文信息 。在上述例子中,系統(tǒng)會(huì)檢索與用戶法律問題相關(guān)的法律法規(guī)、案例等信息 。
- 初始生成:生成模型利用檢索到的上下文生成初步響應(yīng)或假設(shè) 。即根據(jù)檢索到的法律資料,生成對(duì)用戶問題的初步回答 。
- 響應(yīng)評(píng)估:智能體根據(jù)既定約束條件(如業(yè)務(wù)規(guī)則或道德準(zhǔn)則)評(píng)估生成的內(nèi)容,同時(shí)將其與先前交互積累的知識(shí)進(jìn)行比較 。比如,檢查回答是否符合法律行業(yè)的規(guī)范和道德標(biāo)準(zhǔn),是否與之前處理過的類似案例一致 。
- 迭代優(yōu)化:如果初始響應(yīng)不充分或存在不確定性,控制器會(huì)啟動(dòng)進(jìn)一步的檢索步驟,以填補(bǔ)信息缺口 。例如,如果初步回答未能充分解決用戶問題,系統(tǒng)會(huì)再次檢索相關(guān)資料,對(duì)回答進(jìn)行補(bǔ)充和完善 。
- 行動(dòng)實(shí)施:經(jīng)過驗(yàn)證或優(yōu)化后,智能體生成最終響應(yīng),調(diào)用外部 API 或執(zhí)行后續(xù)計(jì)劃行動(dòng) 。在法律咨詢場景中,可能會(huì)為用戶提供詳細(xì)的法律建議文檔,或者鏈接到相關(guān)的法律訴訟服務(wù)平臺(tái) 。
- 持續(xù)學(xué)習(xí):系統(tǒng)將來自各種來源的新數(shù)據(jù)(包括用戶交互、環(huán)境反饋和系統(tǒng)日志)整合到其知識(shí)庫中 。通過這種方式,系統(tǒng)能夠不斷改進(jìn)未來的響應(yīng),提高服務(wù)質(zhì)量 。例如,根據(jù)用戶對(duì)回答的反饋,系統(tǒng)可以學(xué)習(xí)到哪些方面的法律知識(shí)需要進(jìn)一步完善,從而優(yōu)化后續(xù)的檢索和生成過程 。
這種自適應(yīng)循環(huán)使 Agentic RAG 系統(tǒng)能夠進(jìn)行復(fù)雜的推理任務(wù),自我糾正并提升性能 。
4.處理模糊性和不確定性:Agentic 檢索增強(qiáng)生成系統(tǒng)在處理不完整、矛盾或不明確的數(shù)據(jù)時(shí),可能會(huì)遇到模糊性和不確定性問題 。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),可以采用多種策略 :
- 不確定性量化:幫助系統(tǒng)跟蹤檢索器和生成器的置信度分?jǐn)?shù)。當(dāng)置信度較低時(shí),系統(tǒng)能夠?qū)栴}提交給人工操作員處理,或者主動(dòng)尋求進(jìn)一步的信息以澄清疑問。例如,在醫(yī)療診斷場景中,如果系統(tǒng)對(duì)某種疾病的診斷結(jié)果置信度不高,它可以及時(shí)提示醫(yī)生進(jìn)行人工復(fù)核,或者要求患者補(bǔ)充更多的癥狀信息。
- 多假設(shè)生成:系統(tǒng)能夠生成多個(gè)假設(shè)結(jié)果,而非單一答案。之后,系統(tǒng)可以自動(dòng)對(duì)這些不同的假設(shè)進(jìn)行比較分析,或者結(jié)合用戶反饋來優(yōu)化最終的回答。以智能投資顧問為例,面對(duì)復(fù)雜的市場情況,它可以同時(shí)生成幾種不同的投資策略假設(shè),然后根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和市場趨勢對(duì)這些假設(shè)進(jìn)行評(píng)估,再參考用戶的風(fēng)險(xiǎn)偏好等反饋信息,給出最適合用戶的投資建議。
- 強(qiáng)化學(xué)習(xí):通過強(qiáng)化學(xué)習(xí),智能體能夠從反復(fù)的交互中積累經(jīng)驗(yàn),逐漸識(shí)別出哪些檢索查詢或生成方法能夠在長期實(shí)踐中取得更高的成功率。例如,在一個(gè)智能客服系統(tǒng)中,智能體通過不斷與用戶交流,學(xué)習(xí)到在特定類型的問題上,采用某種特定的檢索關(guān)鍵詞和生成話術(shù)組合,能夠更有效地解決用戶問題,從而在后續(xù)的服務(wù)中優(yōu)先采用這種方式。
(三)Agentic RAG 的一些用例
- 先進(jìn)醫(yī)療診斷:在醫(yī)療領(lǐng)域,一個(gè)Agentic RAG系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)持續(xù)地分析最新涌現(xiàn)的醫(yī)學(xué)研究成果。當(dāng)醫(yī)生輸入患者的癥狀信息后,該系統(tǒng)會(huì)迅速檢索最新的研究資料,據(jù)此推測可能的診斷結(jié)果,并給出相應(yīng)的治療策略建議。而且,系統(tǒng)還會(huì)根據(jù)實(shí)際情況提出一些特定問題,以進(jìn)一步明確可能存在的不確定性因素。通過與醫(yī)生的反復(fù)交互,系統(tǒng)不斷優(yōu)化自己的診斷建議,同時(shí)始終緊密結(jié)合最新的醫(yī)學(xué)研究動(dòng)態(tài)。例如,對(duì)于一些罕見病的診斷,系統(tǒng)可以及時(shí)檢索全球最新的病例研究和科研成果,為醫(yī)生提供更全面、準(zhǔn)確的診斷思路,避免因信息滯后或不足而導(dǎo)致誤診。
- 法律推理:在律師事務(wù)所環(huán)境中,Agentic RAG智能體能夠精準(zhǔn)提取相關(guān)的判例法、法規(guī)以及已有的法律先例。在此基礎(chǔ)上,智能體可以高效地撰寫法律備忘錄和構(gòu)建有力的法律論據(jù)。當(dāng)遇到一些復(fù)雜的法律問題時(shí),智能體還能夠主動(dòng)提出一些需要澄清的問題,以深化法律推理過程,最終生成基于準(zhǔn)確法律參考的全面法律簡報(bào)。比如在處理商業(yè)合同糾紛案件時(shí),智能體可以快速檢索過往類似案件的判決結(jié)果和適用的法律條款,幫助律師制定更具針對(duì)性的訴訟策略,同時(shí)通過與律師的互動(dòng),不斷完善法律論據(jù)的構(gòu)建。
- 自主客戶支持:普通的純生成式客戶服務(wù)聊天機(jī)器人往往容易給出不準(zhǔn)確或表面化的回答。與之形成鮮明對(duì)比的是,采用Agentic RAG的系統(tǒng)能夠主動(dòng)參考知識(shí)庫、政策指南以及已有的故障排除流程。在與用戶交流過程中,智能體可以主動(dòng)獲取更多的上下文信息,并通過不斷迭代優(yōu)化回答內(nèi)容,從而能夠獨(dú)立處理諸如退貨、退款或者技術(shù)支持升級(jí)等復(fù)雜問題。例如,當(dāng)用戶反饋購買的電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障時(shí),智能體可以根據(jù)知識(shí)庫中的產(chǎn)品故障信息,引導(dǎo)用戶進(jìn)行初步的故障排查,然后結(jié)合用戶提供的具體情況,給出詳細(xì)的解決方案,如是否需要更換零件、如何進(jìn)行維修申請(qǐng)等,大大提高了客戶服務(wù)的質(zhì)量和效率。
七、對(duì)比總結(jié):RAG、AI智能體與Agentic RAG
隨著人工智能領(lǐng)域的不斷進(jìn)步,檢索增強(qiáng)生成(RAG)、AI智能體以及Agentic RAG等概念相繼涌現(xiàn)。下面我們通過表格來對(duì)比這三者在關(guān)鍵特征上的差異:
特征 | RAG | AI智能體 | Agentic RAG |
核心優(yōu)勢 | 能夠依據(jù)外部實(shí)時(shí)知識(shí),生成基于事實(shí)的精準(zhǔn)回答,尤其適用于專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)需求場景 | 具備持續(xù)學(xué)習(xí)和自主決策能力,在復(fù)雜多變環(huán)境中展現(xiàn)出高度的適應(yīng)性和自主性 | 融合了RAG的知識(shí)準(zhǔn)確性和AI智能體的自主決策能力,在多步驟復(fù)雜任務(wù)中表現(xiàn)出色 |
決策依據(jù) | 主要基于從外部檢索到的知識(shí)進(jìn)行回答生成 | 依據(jù)自身對(duì)環(huán)境的感知、內(nèi)部的推理機(jī)制以及學(xué)習(xí)到的經(jīng)驗(yàn)來制定決策 | 結(jié)合檢索到的外部知識(shí)與自身的決策規(guī)劃能力,在動(dòng)態(tài)環(huán)境中進(jìn)行迭代決策 |
應(yīng)用場景 | 醫(yī)療咨詢、法律條文解讀、實(shí)時(shí)新聞資訊提供等對(duì)知識(shí)時(shí)效性和準(zhǔn)確性要求高的場景 | 自動(dòng)駕駛、工業(yè)自動(dòng)化流程控制、智能安防監(jiān)控等需要自主應(yīng)對(duì)復(fù)雜情況的場景 | 先進(jìn)醫(yī)療診斷輔助、復(fù)雜法律案件處理、高端客戶服務(wù)等既需要精準(zhǔn)知識(shí)又要求自主決策的復(fù)雜場景 |
(一)優(yōu)勢與協(xié)同效應(yīng)
RAG的優(yōu)勢在于能夠提供及時(shí)、基于事實(shí)的精準(zhǔn)回答,這使得它在諸如醫(yī)療、法律等專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用中表現(xiàn)卓越,因?yàn)檫@些領(lǐng)域?qū)μ囟I(lǐng)域知識(shí)的準(zhǔn)確性要求極高。例如在醫(yī)療咨詢中,患者希望得到的是基于最新醫(yī)學(xué)研究和臨床實(shí)踐的準(zhǔn)確解答,RAG能夠快速檢索相關(guān)信息并生成可靠的回答。
AI智能體則憑借其持續(xù)學(xué)習(xí)和自主決策的能力,展現(xiàn)出強(qiáng)大的適應(yīng)性和自主性。在自動(dòng)駕駛場景中,車輛需要根據(jù)實(shí)時(shí)路況、交通信號(hào)以及周圍環(huán)境的變化,自主做出駕駛決策,AI智能體能夠很好地應(yīng)對(duì)這種復(fù)雜多變的環(huán)境。
Agentic RAG巧妙地整合了兩者的優(yōu)勢,將RAG的知識(shí)基礎(chǔ)與AI智能體的自主性相結(jié)合,創(chuàng)建了一個(gè)能夠彌補(bǔ)各自模型局限性的強(qiáng)大系統(tǒng)。這種協(xié)同作用確保了決策是基于最準(zhǔn)確的信息做出的,大大降低了錯(cuò)誤和過時(shí)建議的風(fēng)險(xiǎn)。例如在醫(yī)療診斷中,Agentic RAG系統(tǒng)既能利用最新的醫(yī)學(xué)研究知識(shí),又能根據(jù)患者的具體情況自主規(guī)劃診斷流程,提供更精準(zhǔn)有效的診斷結(jié)果。
(二)面臨的挑戰(zhàn)
- 集成復(fù)雜性:管理檢索模塊、語言生成以及智能體決策過程,相較于單獨(dú)使用一種技術(shù)要復(fù)雜得多。不同組件之間需要進(jìn)行精細(xì)的協(xié)調(diào)和適配,任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。例如,檢索到的知識(shí)可能與智能體的決策邏輯不匹配,導(dǎo)致生成的回答出現(xiàn)偏差。
- 計(jì)算資源需求大:Agentic RAG的迭代特性決定了它在處理大量數(shù)據(jù)集時(shí),會(huì)顯著增加計(jì)算成本。系統(tǒng)需要不斷地進(jìn)行檢索、推理和決策,對(duì)硬件的計(jì)算能力和內(nèi)存資源提出了很高的要求。在大規(guī)模應(yīng)用場景中,這可能會(huì)導(dǎo)致高昂的硬件成本和能源消耗。
- 數(shù)據(jù)質(zhì)量與偏差問題:RAG和Agentic RAG的性能高度依賴于數(shù)據(jù)來源的質(zhì)量。如果數(shù)據(jù)存在偏差或不完整,那么系統(tǒng)生成的結(jié)果必然會(huì)受到影響,出現(xiàn)不準(zhǔn)確、有偏見的回答。例如在訓(xùn)練數(shù)據(jù)中,如果對(duì)某些群體的信息存在缺失或錯(cuò)誤,那么在涉及這些群體的相關(guān)問題回答中,就可能出現(xiàn)不公正或錯(cuò)誤的結(jié)果。
- 安全與倫理考量:具備先進(jìn)檢索能力的自主智能體引發(fā)了一系列倫理和安全問題。從數(shù)據(jù)隱私保護(hù)的角度來看,智能體在收集和使用用戶數(shù)據(jù)時(shí),可能存在泄露用戶隱私的風(fēng)險(xiǎn)。在決策過程中,智能體也可能因?yàn)樗惴ㄆ姸鴮?dǎo)致不公平的決策結(jié)果,甚至存在被惡意利用的潛在風(fēng)險(xiǎn)。比如在貸款審批場景中,如果智能體的決策算法存在偏見,可能會(huì)導(dǎo)致某些群體在貸款申請(qǐng)中受到不公正對(duì)待。
八、結(jié)論:AI領(lǐng)域的創(chuàng)新征程與展望
在本文中,我們深入探討了人工智能領(lǐng)域的飛速發(fā)展。科學(xué)家們不斷開拓創(chuàng)新,研發(fā)出一系列突破性的方法,用于知識(shí)共享、信息呈現(xiàn)和決策制定。其中,檢索增強(qiáng)生成(RAG)技術(shù)因其能夠?qū)⒋笮驼Z言模型與實(shí)時(shí)外部知識(shí)相結(jié)合,有效克服了傳統(tǒng)AI系統(tǒng)的局限性,從而吸引了廣泛關(guān)注。與此同時(shí),AI智能體作為能夠感知并適應(yīng)周圍環(huán)境的關(guān)鍵軟件工具,在現(xiàn)代人工智能應(yīng)用中發(fā)揮著不可或缺的作用。
然而,隨著現(xiàn)實(shí)世界中問題的復(fù)雜性日益增加,單純依賴RAG或AI智能體往往難以滿足實(shí)際需求。正是在這樣的背景下,Agentic RAG應(yīng)運(yùn)而生。它將RAG的事實(shí)基礎(chǔ)特性與AI智能體的決策能力巧妙融合,為在不斷變化的環(huán)境中處理多步驟任務(wù)提供了全面的解決方案。
盡管Agentic RAG展現(xiàn)出了巨大的潛力,但正如我們所分析的,它在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨諸多挑戰(zhàn),如集成復(fù)雜性、高計(jì)算需求、數(shù)據(jù)質(zhì)量以及安全倫理等問題。未來,我們需要進(jìn)一步深入研究和探索,以解決這些問題,推動(dòng)Agentic RAG技術(shù)的不斷完善和發(fā)展。相信隨著技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步,Agentic RAG將在更多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,為我們的生活和工作帶來更多的便利和創(chuàng)新。人工智能領(lǐng)域的發(fā)展永不止步,我們期待看到更多的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn),為人類社會(huì)的進(jìn)步貢獻(xiàn)更大的力量。
本文轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)Halo咯咯 作者:基咯咯
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