IRCoT
IRCoT(Interleaving Retrieval with Chain-of-Thought Reasoning) 是一种将检索(Retrieval)与思维链(Chain-of-Thought, CoT) 深度交错执行的大模型推理框架,专门解决知识密集型多步问答问题。
一、核心定义与背景
IRCoT 全称:Interleaving Retrieval with Chain-of-Thought Reasoning(检索与思维链交错推理),由 Stony Brook University 与 Allen Institute for AI 于 2023 年 ACL 提出。
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解决痛点:
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传统 CoT:依赖模型内部参数知识,易出现幻觉、知识过时、无法处理外部知识库。
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传统 RAG:多为 “先检索、后推理” 的单步模式,无法动态调整检索内容,难以应对多跳 / 多步推理(如 HotpotQA、2WikiMultihopQA)。
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核心思想:检索与推理交替进行、相互引导。
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用当前推理步骤(CoT)生成更精准的检索查询;
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用新检索到的知识修正 / 推进下一轮推理;
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循环迭代,直到得出最终答案。
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二、IRCoT 工作流程(交错执行)
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初始检索:以用户问题为初始查询,从外部知识库(如维基百科、文档库)检索一批相关文档。
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生成部分 CoT:LLM 基于问题 + 已检索文档,生成第一步推理(如 “要回答这个问题,首先需要知道 A 的定义”)。
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动态检索:从当前生成的 CoT 句子中提取关键词,作为新查询再次检索,补充缺失知识。
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迭代推进:重复 “生成部分推理 → 动态检索 → 修正推理”,直到完成完整推理链并输出答案。
对比:IRCoT vs 传统 RAG vs 纯 CoT
| 模式 | 执行顺序 | 知识来源 | 多步推理能力 | 幻觉风险 |
|---|---|---|---|---|
| 纯 CoT | 仅推理 | 模型参数 | 强,但易错 | 高 |
| 传统 RAG | 先检索 → 后推理 | 外部库 + 参数 | 弱(单步) | 中 |
| IRCoT | 检索 ↔ 推理 交错 | 外部库 + 参数 | 极强(动态迭代) | 低 |
三、关键优势
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显著提升多步问答准确率:在 HotpotQA、2WikiMultihopQA、MuSiQue、IIRC 等多跳数据集上,比基线方法提升 10–15 个点,检索质量提升最高 21 点。
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减少幻觉:每一步推理都有外部检索证据支撑,事实更可靠。
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适配小模型:无需微调,在 Flan-T5-Large 等较小模型上同样能获得显著增益。
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泛化性强:在分布外(OOD)数据上依然保持稳定提升。
四、适用场景
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知识密集型多步问答(如医疗、法律、学术、企业知识库问答)。
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需要严格事实依据、低幻觉的生成任务。
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基于长文档 / 多文档的复杂推理。
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模型参数知识不足、需频繁访问外部知识库的场景。
五、一句话总结
IRCoT = 动态 RAG + 迭代 CoT:让大模型在推理过程中 “边想边查、边查边想”,大幅提升复杂问题的事实准确性与推理深度。
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(注:文档部分内容可能由 AI 生成)