RAG 深度解读：检索增强生成如何改变人工智能

推荐语

RAG技术为AI带来开卷考试能力，让语言模型不再依赖记忆，而是实时检索最新信息生成准确回答。

核心内容：
1. RAG技术原理：检索+生成的两步工作流程
2. 四大实施步骤详解：从查询到生成的完整链路
3. 技术优势与应用场景：解决LLM的三大核心痛点

杨芳贤

53AI创始人/腾讯云(TVP)最具价值专家

介绍

人工智能 (AI) 每年都在变得越来越复杂。像 GPT-4 或 GPT-5 这样的大型语言模型 (LLM) 可以回答问题、撰写论文、总结内容，甚至编写代码。但这些模型存在局限性：

• 他们可能不知道最新的事件，因为他们的训练数据是固定的。
• 他们有时会产生幻觉，产生一些听起来合理但实际上是错误的信息。
• 他们经常对特定领域的知识感到困惑，例如公司政策、医疗指南或法律规则。

这就是RAG（检索增强生成）的用武之地。RAG 将检索系统的强大功能与AI 的语言生成能力相结合，创造出准确、最新且基于真实数据的响应。这就像给 AI 进行一场开卷考试——它可以先查找信息，然后生成类似人类的答案。

在本文中，我们将详细探讨 RAG：它是什么、它如何工作、为什么需要它、现实世界的例子、挑战以及它的未来。

什么是 RAG？

RAG = 检索增强生成。

RAG 的核心是一个两步过程：

1. 检索：从外部来源查找相关信息。
2. 生成：使用语言模型根据检索到的信息生成答案。

详细说明：

想象一下，你是一名正在准备考试的学生。你不需要死记硬背所有内容，而是带着课本或笔记。

• 你遇到了一个棘手的问题。
• 您翻阅笔记并找到与问题相关的确切段落。
• 您可以结合自己的理解和笔记中的信息，用自己的语言写出答案。

RAG 的工作原理与此相同。AI 并不完全依赖于训练期间“记忆”的内容。相反，它会检索与上下文相关的信息，然后生成连贯、自然的响应。

关键要点： RAG 提高了准确性和相关性，同时降低了出现幻觉的可能性。

RAG 的工作原理

我们可以分四个主要步骤来理解 RAG ：

步骤 1：查询

该过程从用户提出问题开始。例如：

“2025年学生贷款的利率是多少？”

此时，人工智能不再只是根据记忆生成答案，而是将这一问题视为寻找事实和最新信息的信号。

第 2 步：检索

检索组件搜索外部知识库。这可能包括：

• 新闻文章
• 研究论文或期刊
• PDF文档或报告
• 公司内部文件
• 矢量数据库

系统将查询和文档都转换为数字向量（嵌入），从而可以轻松高效地找到最相关的信息。

类比：这就像在大量 PDF 中使用 Ctrl+F 或使用 Google 准确找到您需要的段落。

步骤 3：传递上下文

一旦检索到相关文档，它们就会与查询一起发送到语言模型。

• 这为人工智能提供了准确回答问题所需的问题和背景。
• 人工智能现在不需要猜测——它有事实可供参考。

步骤 4：生成

人工智能利用检索到的信息生成类似人类的答案。

• 它可以总结、重写或组合多条信息。
• 输出自然、连贯且基于真实数据。

示例：
查询：“用现实世界的例子解释牛顿第三定律。”

• 检索：教科书中有关作用力-反作用力的段落。
• 生成的答案：“当你从船上跳下来时，船会向后移动。这是牛顿第三运动定律：每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。”

要点： RAG 可减少幻觉并增加相关性。

为什么我们需要 RAG？

虽然像 ChatGPT 这样的 LLM 功能强大，但它们也有明显的局限性。

1. 过时的知识

• 模型在固定数据集上进行训练。
• 例如：如果 GPT 最后一次训练是在 2023 年，那么它就不会知道 2024 年或 2025 年发生的事件。
• 问题：如果没有检索，人工智能可能会提供陈旧或不准确的信息。

2.幻觉

• 法学硕士有时会得出看似合理但却不正确的答案。
• 例如：如果询问一条虚构的法律，它可能会编造一个不存在的名称或来源。

3. 特定领域的数据缺口

• 通用人工智能模型可能无法理解公司内部政策、专门的医疗指南或法律框架。
• 如果没有 RAG，AI 可能会错过关键的细微差别。

RAG 如何解决这个问题：

• 最新信息：检索实时或更新的内容。
• 私人知识：可以安全地使用文档和内部数据。
• 可靠来源：确保人工智能的输出基于可靠的参考。

底线： RAG 提高了实际任务的准确性、可靠性和可用性。

RAG 的实际应用

1. 客户支持

• 传统的聊天机器人给出的是通用的答案。
• RAG 支持的聊天机器人可以搜索内部常见问题解答、手册和指南，以提供精确、个性化的答案。
• 结果：解决问题更快，客户更满意。

2.医疗保健

• 医生可以向人工智能询问医疗状况或治疗方法。
• RAG 检索最新的研究论文或临床指南，然后生成答案。
• 结果：更明智、更准确的医疗建议。

3.教育

• 学生可以提出复杂的问题。
• RAG检索教科书内容，简化，并用自然语言进行解释。
• 例如：牛顿定律、历史事件或数学解决方案。

4.电子商务

• 人工智能助手可以比较产品、价格或功能。
• RAG 检索目录信息并为客户生成易于阅读的摘要。

5. 企业知识库

• 员工可以立即找到人力资源政策、技术手册或公司程序。
• 节省时间并提高生产力。

关键见解： RAG 可以在任何需要新鲜信息 + 清晰解释的地方发挥作用。

RAG 面临的挑战

尽管 RAG 功能强大，但它也面临挑战：

1. 选择合适的猎犬

• 系统应该搜索哪个数据库或知识源？

2. 索引大数据

• 存储和高效搜索数百万份文档的计算量可能很大。

3. 减少幻觉

• 尽管进行了检索，但人工智能可能会误解上下文或错误地组合信息。

4.延迟

• 检索+生成比简单生成需要更多时间。

进展：研究人员正在积极改进检索算法、索引方法和混合架构以应对这些挑战。

RAG 的未来

未来看起来非常有希望：

1. 实时 RAG：连接到实时互联网数据以获取最新信息。
2. 个性化 RAG：可以安全地使用您的笔记、日历和文档来产生个人见解。
3. 领域特定 RAG：针对法律、医学、教育或企业环境定制的 AI 。
4. 更智能的人工智能助手：人工智能不仅智能，而且值得信赖、准确、扎实。

愿景：人工智能就像一位知识渊博的人类助手，可以即时获取世界信息。

结论

RAG（检索增强生成）正在改变人工智能的工作方式。通过结合检索和生成，它可以：

• 减少幻觉
• 提供最新信息
• 处理特定领域的知识
• 为从客户支持到医疗保健的实际应用提供支持

可以将其想象为给人工智能进行一场开卷考试——它首先查找事实，然后用自己的话写出答案。

随着人工智能的不断发展，RAG 将成为下一代应用的核心技术，使人工智能更加智能、可靠且真正有用。