多智能体RAG(检索和生成)应用程序AutoGen构建全面指南!

这篇博客中,我们将探索多智能体RAG(检索和生成)应用的强大概念。通过利用AutoGen框架和SingleStore数据库,我们将学习如何创建能够高效处理复杂任务的协作AI智能体。

多智能体应用介绍

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多智能体应用程序正在重塑我们解决复杂问题的方式。这些应用程序利用多个智能体进行协作,以应对需要多样专业知识的任务。这些智能体的协调使得劳动分工成为可能,每个智能体专注于任务的特定方面。

例如,在典型的多智能体RAG设置中,用户查询被分解成更小、更易管理的问题。每个智能体,如检索器、研究员或撰写者,被分配一个与其优势相匹配的特定角色。这种协作不仅提高了效率,还提高了所提供解决方案的准确性。

随着组织越来越多地寻求自动化复杂任务,对多智能体应用程序的需求继续增长。它们能够优化工作流程并提高生产率,使其成为软件开发到数据分析等各个领域的宝贵资产。

理解AutoGen框架

AutoGen框架是开发多智能体应用程序的关键工具。作为一个开源编程框架,它促进了多个智能体的有效沟通和协作。其设计使开发人员能够专注于构建智能体,而不必陷入智能体交互的底层复杂性中。

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AutoGen的一个突出特点是它支持智能体之间的动态对话。这意味着智能体可以根据正在进行的对话调整其响应,从而实现更加连贯且符合上下文的交互。该框架还提供了内置的任务管理功能,使得更容易协调智能体并跟踪其进度。

通过利用AutoGen,开发人员可以创建复杂的多智能体RAG应用程序,这些应用程序不仅可以检索信息,还可以根据用户需求生成见解和解决方案。这使其成为任何希望利用协作AI力量的人的重要组成部分。

设置开发环境

要使用AutoGen构建多智能体RAG应用,第一步是设置开发环境。这包括安装必要的库和配置工作区。

安装所需库:首先安装AutoGen、LangChain、OpenAI以及您可能需要的其他依赖项。这通常可以通过pip完成。
创建工作区:根据您的偏好,您可以使用本地设置或基于云的环境,例如Google Colab或Jupyter Notebook。SingleStore提供了一个您可以免费使用的笔记本功能。
配置API密钥:确保您拥有OpenAI以及其他计划使用的任何服务的正确API密钥。将这些信息安全地存储起来,以避免泄露敏感信息。
一旦您的环境已配置好,就可以开始开发多智能体RAG应用了。设置过程至关重要,因为它为智能体的有效运行奠定了基础。

数据准备步骤

数据准备是构建多智能体RAG应用的关键阶段。经过适当准备的数据能够确保智能体能够有效地检索和生成相关信息。

数据收集:收集智能体将要处理的文档或数据集。这可能包括文本文件、文章或结构化数据。
文档处理:清理和预处理数据以移除无关信息。这可能包括分词、规范化以及其他技术,以确保数据处于可用格式。
创建嵌入:为您的文档生成嵌入。这一步至关重要,因为嵌入使智能体能够基于语义相似性理解并检索信息。
通过遵循这些步骤,您将创建一个强大的数据集,作为多智能体RAG应用的基础。准备充分的数据不仅提高了检索的准确性,还使智能体能够生成更多有见地的响应。

使用SingleStore创建向量数据库

多智能体RAG应用的一个关键组件是向量数据库。SingleStore提供了强大的解决方案来存储和管理在数据准备期间生成的嵌入。

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要使用SingleStore创建向量数据库,请按照以下步骤操作:

注册SingleStore:如果您还没有账号,请访问SingleStore.com并创建一个账户。他们提供一个免费层级,允许您试验其功能。
创建工作区:创建一个工作区以设置数据库并进行任何与数据相关的活动。
创建数据库:登录后,导航到您的工作区并创建一个新的数据库。给它一个能反映其用途的名称。
设置嵌入向量表:在您的数据库中,创建一个用于存储向量嵌入的表。该表应包含文档ID、嵌入本身以及其他任何相关元数据的列。
插入数据:用数据准备阶段生成的嵌入填充您的表。此步骤对于使您的智能体能够有效地检索和利用嵌入至关重要。

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在SingleStore中设置向量数据库后,您的多智能体RAG应用程序将拥有存储和访问所需数据的必要基础设施。这种设置对于确保智能体能够快速准确地检索相关信息至关重要。

定义多智能体角色

在多智能体RAG系统中,定义每个智能体的角色对于有效协作至关重要。每个智能体都根据其独特的能力被设计来执行特定任务。

检索智能体:此智能体负责从向量数据库中获取相关数据。它确保检索到的信息与用户查询紧密相关。
研究智能体:一旦数据被检索出来,研究智能体将对其进行分析并提炼见解。此智能体使用其领域知识准确解释信息。
撰写智能体:撰写智能体利用研究智能体生成的见解,撰写连贯的响应。它的角色是有效地、清晰地传达发现。
编排智能体:此智能体负责整个流程的监督,确保任务在其他智能体之间高效分配。它管理工作流程并保持智能体之间的沟通。
通过明确定义这些角色,多智能体RAG系统可以顺畅运行,每个智能体都为提供准确和相关信息的总体目标做出贡献。

以下是使用AutoGen配置不同AI智能体的示例代码。

llm_config = {    "config_list": [{"model": "gpt-3.5-turbo", "api_key": os.environ["OPENAI_API_KEY"]}],    }
def termination_msg(x):    return isinstance(x, dict) and "TERMINATE" == str(x.get("content", ""))[-9:].upper()

boss = autogen.UserProxyAgent(    name="Boss",    is_termination_msg=termination_msg,    human_input_mode="NEVER",    code_execution_config=False,  # we don't want to execute code in this case.    default_auto_reply="Reply `TERMINATE` if the task is done.",    description="The boss who ask questions and give tasks.",)
boss_aid = SingleStoreRetrieveUserProxyAgent(    name="Boss_Assistant",    is_termination_msg=termination_msg,    human_input_mode="NEVER",    max_consecutive_auto_reply=3,    retrieve_config={        "task": "code",    },    code_execution_config=False,  # we don't want to execute code in this case.    description="Assistant who has extra content retrieval power for solving difficult problems.",    singlestore_db=singlestore_db)
coder = autogen.AssistantAgent(    name="Senior_Python_Engineer",    is_termination_msg=termination_msg,    system_message="You are a senior python engineer, you provide python code to answer questions. Reply `TERMINATE` in the end when everything is done.",    llm_config=llm_config,    description="Senior Python Engineer who can write code to solve problems and answer questions.",)
pm = autogen.AssistantAgent(    name="Product_Manager",    is_termination_msg=termination_msg,    system_message="You are a product manager. Reply `TERMINATE` in the end when everything is done.",    llm_config=llm_config,    description="Product Manager who can design and plan the project.",)
reviewer = autogen.AssistantAgent(    name="Code_Reviewer",    is_termination_msg=termination_msg,    system_message="You are a code reviewer. Reply `TERMINATE` in the end when everything is done.",    llm_config=llm_config,    description="Code Reviewer who can review the code.",)
PROBLEM = "How to use spark for parallel training in FLAML? Give me sample code."

def _reset_agents():    boss.reset()    boss_aid.reset()    coder.reset()    pm.reset()    reviewer.reset()

def rag_chat():    _reset_agents()    groupchat = autogen.GroupChat(        agents=[boss_aid, pm, coder, reviewer], messages=[], max_round=12, speaker_selection_method="round_robin"    )    manager = autogen.GroupChatManager(groupchat=groupchat, llm_config=llm_config)
    # Start chatting with boss_aid as this is the user proxy agent.    boss_aid.initiate_chat(        manager,        problem=PROBLEM,        n_results=3,    )

def norag_chat():    _reset_agents()    groupchat = autogen.GroupChat(        agents=[boss, pm, coder, reviewer],        messages=[],        max_round=12,        speaker_selection_method="auto",        allow_repeat_speaker=False,    )    manager = autogen.GroupChatManager(groupchat=groupchat, llm_config=llm_config)
    # Start chatting with the boss as this is the user proxy agent.    boss.initiate_chat(        manager,        message=PROBLEM,    )

def call_rag_chat():    _reset_agents()
    # In this case, we will have multiple user proxy agents and we don't initiate the chat    # with RAG user proxy agent.    # In order to use RAG user proxy agent, we need to wrap RAG agents in a function and call    # it from other agents.    def retrieve_content(        message: Annotated[            str,            "Refined message which keeps the original meaning and can be used to retrieve content for code generation and question answering.",        ],        n_results: Annotated[int, "number of results"] = 3,    ) -> str:        boss_aid.n_results = n_results  # Set the number of results to be retrieved.        # Check if we need to update the context.        update_context_case1, update_context_case2 = boss_aid._check_update_context(message)        if (update_context_case1 or update_context_case2) and boss_aid.update_context:            boss_aid.problem = message if not hasattr(boss_aid, "problem") else boss_aid.problem            _, ret_msg = boss_aid._generate_retrieve_user_reply(message)        else:            ret_msg = boss_aid.generate_init_message(message, n_results=n_results)        return ret_msg if ret_msg else message
    boss_aid.human_input_mode = "NEVER"  # Disable human input for boss_aid since it only retrieves content.
    for caller in [pm, coder, reviewer]:        d_retrieve_content = caller.register_for_llm(            description="retrieve content for code generation and question answering.", api_style="function"        )(retrieve_content)
    for executor in [boss, pm]:        executor.register_for_execution()(d_retrieve_content)
    groupchat = autogen.GroupChat(        agents=[boss, pm, coder, reviewer],        messages=[],        max_round=12,        speaker_selection_method="round_robin",        allow_repeat_speaker=False,    )
    manager = autogen.GroupChatManager(groupchat=groupchat, llm_config=llm_config)
    # Start chatting with the boss as this is the user proxy agent.    boss.initiate_chat(        manager,        message=PROBLEM,    )

实现RAG模型

实现RAG模型涉及在多智能体框架内整合检索和生成过程。目标是确保智能体能够无缝地检索数据并生成响应。

建立通信协议:定义智能体之间如何通信。这可以包括消息格式、数据结构以及发送和接收信息的方法。
整合检索机制:确保检索智能体与向量数据库相连。这种连接允许智能体根据用户查询获取相关的嵌入。
启用响应生成:撰写智能体必须具备根据研究智能体提供的数据制定响应的逻辑。这需要整合自然语言处理能力。
通过仔细实现RAG模型,您将创建一个强大的系统,该系统利用每个智能体的优势,同时保持连贯的工作流程。

多智能体交互的模拟

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模拟多个智能体之间的交互对于测试RAG模型的有效性至关重要。这种模拟使开发人员能够观察智能体如何协作并响应查询。

建立测试环境:创建一个受控环境,使智能体可以在不受外部干扰的情况下进行交互。这确保了重点仍然放在它们的协作能力上。

定义样本查询:准备一组样本查询,这些查询将在模拟过程中由智能体进行响应。这些查询应具有不同的复杂性,以测试智能体的能力。

运行模拟:执行智能体基于预定义角色进行交互的模拟。监控它们如何检索、分析并生成对查询的响应。

评估性能:模拟结束后,评估生成的响应质量。识别智能体交互和响应准确性的改进区域。

通过这种模拟,开发人员可以微调交互动态,确保多智能体RAG系统的最佳运行。

带有和不带有RAG的响应分析

分析在有无RAG设置下生成的响应之间的差异,可以洞察模型的有效性。这种比较突显了整合检索和生成过程的价值。

没有RAG:响应可能缺乏深度和相关性。智能体可能会在缺乏上下文的情况下提供通用答案,导致信息质量较低且不那么有用。
有RAG:检索和生成过程的整合使得智能体能够生成更加有见地且符合上下文的响应。使用相关数据增强了所提供信息的准确性和有用性。
这项分析强调了在多智能体应用中实施RAG模型的重要性,展示了其显著提升响应质量的能力。

最终思考

总之,构建多智能体RAG应用需要周密的规划和执行。通过定义角色、实现RAG模型以及模拟交互,开发人员可以创建高效且有效的系统。

来源:机器AI学习 数据AI挖掘

THE END