RAG Series-1-Foundations of Retrieval-Augmented Generation

2025/08/25 AI 共 1230 字,约 4 分钟

一、引言

随着大语言模型(LLM, Large Language Model)的快速发展,文本生成的能力越来越强。但在实际应用中,我们仍然会遇到一些问题:

  • 知识时效性不足:模型的知识来源于训练数据,更新周期长,难以及时反映最新信息。
  • 幻觉(Hallucination):模型可能会生成看似合理但实际上错误的信息。
  • 上下文限制:模型输入长度有限,难以处理大量外部知识。

为了解决这些问题,业界提出了 RAG(Retrieval-Augmented Generation,检索增强生成) 技术。


二、RAG 的基本概念

RAG 是一种结合 信息检索(IR, Information Retrieval)生成模型(LLM) 的框架。

它的核心思想是:在模型生成答案之前,先通过检索模块从外部知识库中获取相关信息,再将这些信息作为上下文输入给语言模型,从而提升生成结果的 准确性、时效性和可解释性


三、RAG 的工作流程

RAG 的典型工作流程包括以下几个步骤:

  1. 用户输入:用户提出问题或请求。
  2. 检索模块:在外部知识库中检索最相关的文档片段。
    • 常见知识库:向量数据库(如 Milvus、Pinecone、FAISS)、全文数据库。
    • 检索方式:基于向量的相似度搜索(embedding)。
  3. 增强上下文:将检索到的内容拼接到用户输入中,作为 额外上下文
  4. 生成模块:LLM 基于原始输入 + 检索结果,生成最终回答。

流程图示意:

用户输入 → 检索知识库 → 拼接上下文 → LLM → 输出结果

四、RAG 的优势

  • 知识时效性:外部知识库可以实时更新,突破 LLM 训练数据的时间限制。
  • 减少幻觉:模型生成时参考真实资料,降低错误信息的概率。
  • 可控性:可以限制模型只基于特定知识源进行回答。
  • 成本优化:相比直接微调大模型,维护知识库的成本更低、灵活性更高。

五、RAG 的应用场景

  • 企业知识问答:基于公司内部文档、FAQ 实现智能客服。
  • 法律、医疗领域:结合权威文档,提升回答的专业性和可信度。
  • 科研助手:从学术论文数据库中检索并解读研究成果。
  • 代码助手:结合 API 文档和项目代码库,为开发者提供更精确的支持。

六、RAG 的关键挑战

虽然 RAG 具有显著优势,但在实践中仍面临一些挑战:

  1. 检索质量:如何确保检索结果与问题高度相关。
  2. 上下文拼接:大模型的输入长度有限,如何选择最优片段。
  3. 知识库维护:如何进行文档更新、切分(chunking)、去重。
  4. 性能与延迟:检索 + 生成会增加响应时间,需要架构优化。

七、未来发展趋势

  • RAG + Agent:结合工具调用和执行能力,实现更强的推理与行动。
  • 多模态 RAG:不仅检索文本,还能处理图像、视频、音频等多模态数据。
  • Hybrid RAG:结合向量检索与关键词检索,提升召回率与精准度。
  • 个性化 RAG:结合用户历史行为和偏好,生成更个性化的回答。

八、总结

  • RAG 是当前增强大语言模型能力的核心技术之一。
  • 它能够有效解决 时效性、幻觉、上下文受限 等问题。
  • 在企业知识问答、科研、医疗、法律等领域都有广泛应用。
  • 随着多模态与智能 Agent 的发展,RAG 未来有望成为 大模型应用的标配架构

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