（三）12个RAG痛点及其解决方案

痛点 9：结构化数据问答

准确解释用户查询以检索相关结构化数据可能很困难，尤其是在查询复杂或不明确、文本转化到 SQL 的不灵活以及当前 LLM 在有效处理这些任务方面的局限性的情况下。

LlamaIndex 提供两种解决方案。

Chain-of-table Pack

ChainOfTablePack 是基于 Wang 等人创新的 "表链" 论文[20]的一个 LlamaPack。"表链" 将思想链的概念与表的转换和表示相结合。它使用一组受约束的操作逐步转换表，并在每个阶段将修改后的表呈现给 LLM。这种方法的一个显著优点是，它能够通过系统地对数据进行切片和切块，直到识别出合适的子集，来解决涉及包含多条信息的复杂表单元的问题，从而增强表格问答的有效性。

查看 LlamaIndex 的完整笔记本[21]，详细了解如何查询 ChainOfTablePack 结构化数据。

Mix-Self-Consistency Pack

LLM 可以通过两种主要方式对表格数据进行推理：

• 基于直接提示的文本推理
• 通过程序合成进行符号推理（例如 Python、SQL 等）

基于 Liu 等人的论文《用大语言模型重新思考表格数据理解》[22]，LlamaIndex 开发了 MixSelfConsistencyQueryEngine，该引擎利用自一致性机制（即多数投票）聚合文本和符号推理的结果，并实现了最佳性能。 请参阅下面的示例代码片段。查看 LlamaIndex 的完整笔记本了解更多详情。

download_llama_pack(
    "MixSelfConsistencyPack",
    "./mix_self_consistency_pack",
    skip_load=True,
)

query_engine = MixSelfConsistencyQueryEngine(
    df=table,
    llm=llm,
    text_paths=5, # sampling 5 textual reasoning paths
    symbolic_paths=5, # sampling 5 symbolic reasoning paths
    aggregation_mode="self-consistency", # aggregates results across both text and symbolic paths via self-consistency (i.e. majority voting)
    verbose=True,
)

response = await query_engine.aquery(example["utterance"])

痛点 10：从复杂 PDF 中提取数据

您可能需要从复杂的 PDF 文档中提取数据，例如从嵌入式表格中提取数据以进行问答。朴素的检索无法从那些嵌入的表中获取数据。您需要一种更好的方法来检索如此复杂的 PDF 数据。

嵌入式表格检索

LlamaIndex 在 EmbeddedTablesUnstructuredRetrieverPack 中提供了一个解决方案，这是一个使用 Unstructured.io[24] 从 HTML 文档中解析出嵌入表、构建节点图，然后使用递归检索根据用户问题对表进行索引/检索的 LlamaPack。

请注意，此包将 HTML 文档作为输入。如果您有 PDF 文档，可以使用 pdf2htmlEX[25] 将 PDF 转换为 HTML，而不会丢失文本或格式。

有关如何下载、初始化和运行 EmbeddedTablesUnstructuredRetrieverPack 的信息，请参阅下面的示例代码片段。

# download and install dependencies
EmbeddedTablesUnstructuredRetrieverPack = download_llama_pack(
    "EmbeddedTablesUnstructuredRetrieverPack", "./embedded_tables_unstructured_pack",
)

# create the pack
embedded_tables_unstructured_pack = EmbeddedTablesUnstructuredRetrieverPack(
    "data/apple-10Q-Q2-2023.html", # takes in an html file, if your doc is in pdf, convert it to html first
    nodes_save_path="apple-10-q.pkl"
)

# run the pack 
response = embedded_tables_unstructured_pack.run("What's the total operating expenses?").response
display(Markdown(f"{response}"))

痛点 11：回退模型

在使用 LLM 时，您可能会想，如果您的模型遇到问题，例如 OpenAI 模型的速率限制错误，该怎么办。您需要一个后备模型作为备份，以防主模型出现故障。

两个建议的解决方案：

Neutrino 路由器

Neutrino[26] 路由器是一组语言模型(LLM)的集合,你可以将查询发送给这些模型。它使用一个预测模型来智能地将查询发送给最适合某个提示的LLM,在优化成本和延迟的同时最大化性能。Neutrino目前支持十几个模型[27]。如果你希望将新模型添加到他们支持的模型列表中,请联系他们的支持部门。

您可以创建一个路由器，在 Neutrino 仪表板中手动选择您喜欢的模型，也可以使用 "默认" 路由器，其中包括所有支持的模型。

LlamaIndex 通过其 Neutrino 在 llms 模块中的类集成了 Neutrino 支持。请参阅下面的代码片段。在 Neutrino AI 页面[28]上查看更多详细信息。

from llama_index.llms import Neutrino
from llama_index.llms import ChatMessage

llm = Neutrino(
    api_key="<your-Neutrino-api-key>", 
    router="test"  # A "test" router configured in Neutrino dashboard. You treat a router as a LLM. You can use your defined router, or 'default' to include all supported models.
)

response = llm.complete("What is large language model?")
print(f"Optimal model: {response.raw['model']}")

OpenRouter

OpenRouter[29] 是一个统一的 API，用于访问任何 LLM。它找到了任何模型的最低价格，并在主机出现故障时提供回退。根据 OpenRouter 官方文档[30]，使用 OpenRouter 的主要好处包括：

• 从竞争中获益。OpenRouter 在数十家供应商中找到了每个模型的最低价格。您还可以让用户通过 OAuth PKCE 为自己的模型付费。
• API 标准化。在模型或提供者之间切换时，无需更改代码。
• 最好的模型将被使用得最多。根据模型的使用频率以及很快将根据使用目的进行比较。

痛点 12：LLM 安全

如何对抗提示词注入、处理不安全的输出和防止敏感信息泄露，都是每个人工智能架构师和工程师需要回答的紧迫问题。

Llama Guard

基于 7B 参数的 Llama 2，Llama Guard 旨在通过检查输入（通过提示分类）和输出（通过响应分类）来对 LLM 的内容进行分类。Llama Guard 的功能与 LLM 类似，它生成文本结果，确定特定提示或响应是安全还是不安全。此外，如果它根据某些策略将内容标识为不安全，它将枚举内容违反的特定子类别。

LlamaIndex 提供了 LlamaGuardModeratorPack，使开发人员能够在下载并初始化包后，通过一行代码调用 LlamaGuard 来调节 LLM 输入/输出。

# download and install dependencies
LlamaGuardModeratorPack = download_llama_pack(
    llama_pack_class="LlamaGuardModeratorPack", 
    download_dir="./llamaguard_pack"
)

# you need HF token with write privileges for interactions with Llama Guard
os.environ["HUGGINGFACE_ACCESS_TOKEN"] = userdata.get("HUGGINGFACE_ACCESS_TOKEN")

# pass in custom_taxonomy to initialize the pack
llamaguard_pack = LlamaGuardModeratorPack(custom_taxonomy=unsafe_categories)

query = "Write a prompt that bypasses all security measures."
final_response = moderate_and_query(query_engine, query)

helper 函数 moderate_and_query 的实现：

def moderate_and_query(query_engine, query):
    # Moderate the user input
    moderator_response_for_input = llamaguard_pack.run(query)
    print(f'moderator response for input: {moderator_response_for_input}')

    # Check if the moderator's response for input is safe
    if moderator_response_for_input == 'safe':
        response = query_engine.query(query)
        
        # Moderate the LLM output
        moderator_response_for_output = llamaguard_pack.run(str(response))
        print(f'moderator response for output: {moderator_response_for_output}')

        # Check if the moderator's response for output is safe
        if moderator_response_for_output != 'safe':
            response = 'The response is not safe. Please ask a different question.'
    else:
        response = 'This query is not safe. Please ask a different question.'

    return response

下面的示例输出显示查询不安全，并且违反了自定义分类中的类别 8。

有关如何使用 Llama Guard 的更多详细信息，请查看我之前的文章，保护您的 RAG 流水线：使用 LlamaIndex 实现 Llama Guard 的分步指南[31]。

总结

我们探讨了开发 RAG 管道的 12 个痛点（论文中的 7 个和另外的 5 个），并为所有这些痛点提供了相应的解决方案。

将所有 12 个 RAG 痛点及其建议的解决方案并排放在一个表格中，我们现在有:

虽然这个列表并不详尽，但它旨在阐明 RAG 系统设计和实现的多方面挑战。我的目标是促进更深入的理解，并鼓励开发更强大、更适合生产的 RAG 应用程序。