基于 LLaMA 和 LangChain 实践本地 AI 知识库

有时候，我难免不由地感慨，真实的人类世界，本就是一个巨大的娱乐圈，即使是在英雄辈出的 IT 行业。数日前，Google 正式对外发布了 Gemini 1.5 Pro，一个建立在 Transformer 和 MoE 架构上的多模态模型。可惜，这个被 Google 寄予厚望的产品并未激起多少水花，因为就在同一天 OpenAI 发布了 Sora，一个支持从文字生成视频的模型，可谓是一时风光无二。有人说，OpenAI 站在 Google 的肩膀上，用 Google 的技术疯狂刷屏。此中曲直，远非我等外人所能预也。我们唯一能确定的事情是，通用人工智能，即：AGI（Artificial General Intelligence）的实现，正在以肉眼可见的速度被缩短，以前在科幻电影中看到的种种场景，或许会比我们想象中来得更快一些。不过，等待 AGI 来临前的黑夜注定是漫长而孤寂的。在此期间，我们继续来探索 AI 应用落地的最佳实践，即：在成功部署本地 AI 大模型后，如何通过外挂知识库的方式为其 “注入” 新的知识。

从 RAG & GPTs 开始

在上一期博客中，博主曾经有一个困惑，那就是当前阶段 AI 应用的最佳实践到底是什么？站在 2023 年的时间节点上，博主曾经以为未来属于提示词工程(Prompt Engineering)，而站在 2024 年的时间节点上，博主认为 RAG & GPTs 在实践方面或许要略胜一筹。在过去的一年里，我们陆陆续续看到像 Prompt Heroes、PromptBase、AI Short…等等这样的提示词网站出现，甚至提示词可以像商品一样进行交易。与此同时，随着 OpenAI GPT Store 的发布，我们仿佛可以看到一种 AI 应用商店的雏形。什么是 GPTs 呢？通常是指可以让使用者量身定做 AI 助理的工具。譬如，它允许用户上传资料来丰富 ChatGPT 的知识库，允许用户使用个性化的提示词来指导 ChatGPT 的行为，允许用户整合各项技能(搜索引擎、Web API、Function Calling)…等等。我们在上一期博客中提到人工智能的 “安卓时刻”，一个重要的契机是目前产生了类似应用商店的 GPT Store，如下图所示：

在这里插入图片描述

如果你觉得 OpenAI 的 GPT Store 离我们还稍微有点距离的话，不妨了解一下 FastGPT 这个项目，它以更加直观的方式展示了一个 GPTs 是如何被创造出来的。如图所示，博主利用我的博客作为知识库创建了一个博客助手，而这一切只需要选模型、编写提示词、上传资料三个步骤即可。感兴趣的朋友可以从这里进行体验：

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由此，我们就可以得出一个结论，目前 AI 应用落地主要还是围绕大模型微调(Fine Tuning)、提示词工程(Prompt Engineering) 以及知识增强展开，并且 GPTs 里依然有提示词参与，两者并不冲突。考虑到，大模型微调这条线存在一定的门槛，我们暂且将其放在一旁。此时，提示词工程和知识增强就成为了 AI 应用落地的关键。知识增强，专业术语为检索增强生成，即：Retrieval-Augmented Generation，RAG，其基本思路就是将大语言模型和知识库结合起来，通过外挂知识库的方式来增强大模型的生成能力。比如微软的 New Bing 是 GPT-4 + 搜索引擎的方案，而更一般的方案则是 LLM + 向量数据库的思路，下图展示了 RAG 运作的基本原理：

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从这个角度来看，LangChain 及其衍生项目 AutoChain、Embedchain，甚至 FastGPT 等项目解决的本质都是 RAG 和 Agent 的问题。其中，Agent 不在本文的讨论范围内，这里博主不打算详细展开。接下来的内容，博主会按照这个思路进行阐述，并且以 LangChain 为例来对其中的细节进行说明。

知识库构建

如你所见，RAG 由 LLM 和知识库两部分组成。首先，我们来构建知识库，通常，这个过程可以划分为下面四个步骤，即：载入文档(Loader)、拆分文本(Splitter)、文本向量化(Embeddings)、向量存储(VectorStore)。

在这里插入图片描述

Loader

你会注意到，博主在文章中加粗显示了这四个步骤的英文描述，事实上，这代表了 LangChain 中的一部分概念，以 Loader 为例，它负责从各种文档中载入内容，下面展示了从文本文件、PDF 文件以及网页中载入内容：

from langchain_community.document_loaders import DirectoryLoader, TextLoader, PyPDFLoader, WebBaseLoader# TextLoader
# 指定编码
loader = TextLoader("./input/金庸武侠小说全集/射雕英雄传.txt", encoding="utf-8")
loader.load()
# 自动推断
# python -m pip install chardet
loader = TextLoader("./input/金庸武侠小说全集/射雕英雄传.txt", autodetect_encoding=True)
loader.load()# PyPDFLoader
# python -m pip install pypdf
loader = PyPDFLoader("./input/文学作品/追风筝的人.pdf")
loader.load()# WebBaseLoader
# python -m pip install beautifulsoup4
loader = WebBaseLoader(web_paths=('https://blog.yuanpei.me',), bs_kwargs={})
loader.load()

当然，现实中通常会有很多文档，此时，我们可以使用 DirectoryLoader 来一次性载入多个文档：

from langchain_community.document_loaders import DirectoryLoaderloader = DirectoryLoader("./posts/", glob="*.md", loader_kwargs={}, show_progress=True, silent_errors=True)