人工智能丨大语言模型技术解析与应用

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以下是关于大语言模型(LLM)提示词工程、ReACT推理、RAG以及知识图谱的详细解析,涵盖核心概念、应用场景及相互关系:

1. 提示词工程

目标:通过优化输入提示引导LLM生成更准确、相关的输出。
关键技术

  • 指令设计:明确任务要求(如“请用简洁的语言总结下文”)。
  • 上下文管理:提供背景信息或示例。
  • 角色扮演:让模型以特定角色回答(如“作为医生,解释这个症状”)。
  • 格式控制:指定输出结构(如JSON、表格)。

应用场景:问答系统、内容生成、代码辅助等。
挑战:提示的微小变化可能导致输出差异(脆弱性)。

2. ReACT

核心思想:结合推理和行动的框架,提升LLM在复杂任务中的表现。
工作流程

  1. 推理:模型分析问题并制定步骤(如“首先需要查找用户提到的概念”)。
  2. 行动:调用外部工具(如搜索引擎、API)获取信息。
  3. 迭代:基于新信息重复推理和行动,直至解决问题。

优势:突破纯文本生成的限制,实现动态信息获取(如回答实时数据问题)。
示例

用户问:“2023年诺贝尔物理学奖得主是谁?”  
模型动作:调用搜索引擎,检索最新结果并返回。

3. RAG

原理:通过检索外部知识库增强生成能力,解决LLM的静态知识局限性。
流程

  1. 检索:用用户问题检索相关文档片段(如向量数据库)。
  2. 生成:将检索结果与问题一起输入LLM生成答案。

优势

  • 动态更新知识(无需重新训练模型)。
  • 提供来源引用(提升可信度)。

工具链

  • 检索器:FAISS、Elasticsearch
  • 生成器:GPT-4、Llama 2

4. 知识图谱

定义:结构化知识库,以实体-关系-实体三元组形式存储信息(如“苹果-是-水果”)。
与LLM的结合

  • 增强推理:KG提供逻辑关系,辅助LLM进行因果推理。
  • RAG升级:用KG替代文档检索,返回结构化知识片段。
  • 联合应用
    • 构建KG:LLM从文本中抽取实体和关系(信息抽取)。

    • 查询KG:将用户问题转换为图谱查询(如SPARQL)。

示例

用户问:“特斯拉的CEO是谁?”  
系统从KG中检索“特斯拉-CEO-埃隆·马斯克”并生成回答。

5. 技术组合与对比

技术核心能力适用场景
提示词工程优化模型输入以控制输出简单问答、内容生成
ReACT动态推理+工具调用实时数据查询、多步骤任务
RAG检索+生成结合知识密集型任务(如学术问答)
知识图谱结构化知识存储与推理精准答案、关系推理

协同应用案例

  • 医疗诊断系统
  1. 用RAG检索最新医学文献。
  2. 通过KG验证症状与疾病的关联。
  3. ReACT调用计算器工具分析化验指标。
  4. 提示词工程确保回答符合患者理解水平。

6. 挑战与未来方向

  • 提示工程:自动化提示优化(如AutoPrompt)。
  • ReACT:工具链的可靠性与错误处理。
  • RAG:检索效率与噪声过滤。
  • KG:大规模图谱的构建与对齐。

趋势:以上技术的深度融合,构建具备动态学习、逻辑推理和可解释性的AI系统。

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