IRCoT

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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。

  • 解决痛点

    • 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。

    • 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)。

  • 核心思想检索与推理交替进行、相互引导

    • 用当前推理步骤(CoT)生成更精准的检索查询;

    • 用新检索到的知识修正 / 推进下一轮推理;

    • 循环迭代,直到得出最终答案。

二、IRCoT 工作流程(交错执行)

  1. 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。

  2. 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”)。

  3. 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。

  4. 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
传统 RAG先检索 → 后推理外部库 + 参数弱(单步)
IRCoT检索 ↔ 推理 交错外部库 + 参数极强(动态迭代)

三、关键优势

  1. 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

  2. 减少幻觉:每一步推理都有外部检索证据支撑,事实更可靠。

  3. 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。

  4. 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

  • 知识密集型多步问答(如医疗、法律、学术、企业知识库问答)。

  • 需要严格事实依据、低幻觉的生成任务。

  • 基于长文档 / 多文档的复杂推理

  • 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。

需要我给你一份可直接运行的 IRCoT 极简实现代码(基于 LangChain + FAISS),帮你快速上手吗?

(注:文档部分内容可能由 AI 生成)