EP15 RAG带来蓬勃应用生态

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本期讨论会参与者:

陈将老师,Zilliz AI云平台负责人

彭昊若博士,FileChat创始人,基于RAG能力的垂直领域应用创业

卢向东老师,TorchV创始人,RAG Solution创业,公众号土猛的员外

RandyZhao博士/王睿博士,OnWish创始人,基金经理/分析师的Copilot

徐嘉浩老师(主持人),Neumann Capital投资人

1 RAG进步很快,但有很多正在解决的难点

RAG主要分为四块,每个环节都有正在解决的难点

RAG流程主要分为内容抽取、索引创建、检索召回和Prompt与生成。

内容抽取中的难点包括拓展内容形式,最早是PDF,现在已经发展到各类结构化数据、多模态等。

创建索引中的难点包括怎么做Chunking,怎么进行数据清洗。

检索召回中包括如何搭配Hybrid Search,采用什么Rerank策略。

Prompt与生成则更与选择的大模型相关。

虽然每一个环节现在都有急需解决的难点,但拆来看每个环节都有提升空间,也或多或少知道该如何改善,仍然处于技术爬坡的早期。

数据清洗是目前RAG主要难点

检索的质量很大程度上取决于数据清洗的质量。换句话说,RAG依赖文档作为知识库,从知识库里边提取到领域相关的信息做问答,合适的文档直接决定提取的质量。

通过观察实际客户案例,绝大部分的文档都不能直接应用。不像行业最初想象的,简单的进行切分后就可以直接使用。

大部分的文档在撰写的时候,面向的是理解自然语言的人。然后在撰写的过程中,也没有对知识进行系统行的分块。这导致在抽取的时候,就很容易造成断章取义,或者信息过于碎片化。

到具体落地的时候,会有很多到行业/场景/客户的定制化需求,这也使得有些客户觉得没有想象中的智能,还需要RAG厂商来处理,或者自己来处理。

短期解决数据清洗难点的方向

文档一般都有大标题与小标题,本身带有一定结构。可以将文档转换为树形结构,不同层级的叶节点对应不同层级的信息。

如果企业有自主开发能力,或者对于文档格式有固定要求。可以将文档信息做标注或总结。这样可以避免在召回的时候只召回了非常小的片段信息,而没有把信息整体召回的情况。

在客户端,也可以为客户提供进行标注/修改的易用界面,方便客户在上传信息后进行二次处理。

长期解决数据清洗需要改变生产信息的方式

虽然有很多类似上面的方法,但短期内不容易被通用框架解决,因为各个业务的信息组织方式都是不统一的。长期来看,信息的消费方式可能会影响信息的生产方式。

比如企业内部的知识,未来可能不以文档的形式存在,可能直接以一种类似树形结构或者其他结构化的方式存在。如果能以结构化的形式展开信息,那对于信息进行检索和消费的效率就会非常高。

如果未来消费信息的形式不是以人的眼睛去看,而是基于大模型+RAG的方式消费,那生产方式也会潜移默化地适应消费方式。但过程可能会很长远。

涉及数值计算的场景很难

去年底Twitter上热议的“雪佛兰事件”就是非常典型的例子,一位Twitter博主通过与客服对话,以1美元的价格购买了SUV,并且系统判断为合理。

例如“最近三年从某家公司一共采购水泥多少?”。这样看似简单的问题,实际上需要经历问题拆解→分布召回→数据加总的过程,非常容易出错。

而到了更广的场景,例如医保局的项目计算,各类药品的起付线、限价,以及涉及到复杂的报销流程,通过RAG来计算仍然难度很大。可能更多仍需要依靠场外协助,例如生成SQL代码到数仓里进行计算,但作为代价客户也要多点几下。

这也能看出来,数值计算+分布召回在RAG中仍然是非常前沿的难点。一方面是大模型本身在做数学问题时容易出现幻觉,例如现在很难做对高数题,甚至四位数乘法都可能出错。另一方面,拆分→分布召回→总结的步骤一多,也非常容易出错。

RAG的可解释性难点

RAG虽然相比Finetune已经比较白盒,但仍然有局限性。例如内容召回了或者没召回,仍然无法解释具体原因,本质上还是模型在决策。

这与传统的Enterprise Search方法BM25不同,BM25的结果可以人为推导,复盘计算,并且对BM25的应用进行改进。

例如一整段话中提到一个词,然后这个词跟问题里面的一个词是完全匹配的。在BM25算法下,只要这个词的出现的频率足够高,或者说这个词足够独特,一定是能够召回。但在Embedding的模型里面不一定,也容易造成预期差。

RAG的场景难点

多数Embedding模型都是为了特定的目的创建的,模型的目的和业务实际目的不一定完全吻合。举个极端的例子,有的Embedding模型是为召回服务的,有的可能是为判断相似性服务的。那如果对Embedding模型的理解不够深入,经验不足,就容易用错模型。例如本来是一个FAQ场景,但Embedding模型返回的可能是与该问题相似的另一个问题。

在应用场景也有很大的不同。例如用Cat来搜索的时候,如果内容中主要是Human和Dog,那该召回什么?还是都不召回?这直接取决于客户的应用场景。

另外除了本身的RAG算法外,针对客户的Feedback数据,如何抽取出来成为对于Retriever文本的Supervision Signal,然后不断提升打磨现有的场景,也非常难但很有价值。

多模态的可用性进展

目前来说,多模态模型去完成生产上的任务,跟单模态模型比较,不管是从召回的能力,而从生成能力上来说还有一定距离,但优势是能够跨模态。

如果应用中,基于图片的语义理解是刚需,把这个多模态模型作为其中一个组件,如把图像的内容给用文字表达出来,然后再用一个单模态的模型去承担后续任务。这样一个组合是比较现实的方案。

传统的搜索在没有多模态或大模型的时候,也做了很多积累。比如有专门的模型,去判断图片上的动物是猫还是狗,形成标签之后,对标签用自然语言的形式去表示。

在对表格的格式有了解的基础上,就可以把表格的格式解析出来,再设计表格中的内容提取出的结构化数据的结构,然后用规则召回的形式去把结构化数据里面的信息给提取出来。

图片一般不孤立存在于一个文本当中的,互联网上的图片往往旁边会附带一些解释文字。这些文字大概率也讲了图片中的内容,甚至有标题、描述这些结构化的信息。通过把这个结构化的信息提取出来,和图片建立一个关联关系。去召回这些结构化信息,然后再把相关的图片给召回出来,这样的方式在目前比较可行。

2 RAG是整体产品,单点突破难做差异化

RAG是系统优化问题

RAG是系统优化问题,分几个模块,各个模块之间又存在联系。

如果想优化端到端的整体质量,不管是召回质量还是回答质量,都需要看成有机整体进行端到端评测,然后逐个优化,并且能拼到一起。

如果要说哪个点比较重要,召回Embedding和Prompt/生成重要。但这两项的行业认知也会随着大模型的发展而水涨船高。

上述两者加起来也不足以解决所有问题,例如先前提到的数据清洗、场景等各个难点。

行业是否分散取决于信息生产方式

也因为有上述诸多难点,出现了很多垂直的RAG方案,或者这个方案适合A场景,那个方案适合B场景。

如果未来信息的生产方式适应RAG做出改变。比如类似当年数据仓库出现后,有了Schema这样结构化的信息存储方式。那行业就可能走向集成,因为很多垂直难点被解决了。

但信息生产方式改变不是一个短期过程,在很长时间RAG市场可能都会比较分散。

3 RAG需求爆发的非常快

RAG需求可以从Horizontal vs Vertical角度区分

Horizonta Solution:将RAG本身技术打包作为Service提供出来。

Vertical Solution:彭昊若博士创业的方向 FileChat 就在此领域,有自己擅长的行业/场景领域,需要与客户的Workflow进行深度结合。

对于需要与行业私域数据结合的Solution,RAG是其中的一部分,但解决方案的壁垒一不仅是RAG,更多在于行业Knowhow。在比较的时候,也不太比较RAG的性能指标,更多比较行业提效。

Horizontal Solution举例

例如Vectara与Twelve Labs:做得是一整套产品,不与行业Domain结合。

例如Humata:主要场景是针对Research Paper做RAG,面相科研人员,有一定行业Domain,但还是更像一个通用型产品。

Vertical Solution举例

例如Extend网页链接):一家YC-backed的主做文档抽取的公司。

例如Consensus GPT网页链接):GPT Store上现在最火的应用,也主要是面相科研人员需求。

例如Perplexity:其本质上也是RAG基数的延伸,但是面相C端为主。

例如Amazon正在做的导购Bot:涉及到筛选商品,也结合自然语言/语音交流,也是RAG的直接场景应用。

在RAG爆发后,美国在法律、保险、医疗健康、金融领域也都出现了一批Vertical Solution创业公司。

在国内看到了非常多的知识库需求

国内企业有非常多的私域信息,希望通过私域信息做成辅助业务人员的RAG工具,更多可能以定制化解决方案的方式呈现。

例如家电公司有很多家电维修的记录,可以通过维修记录做成RAG方案辅助维修人员。

例如企业内部过去有很多流程以文档和网页方式存在,RAG后可以辅助解决内部运营问题,例如回答“莫员工的行为是否满足企业休假的规范制度”。

例如TorchV还做过不少政府客户,像医保局、行政服务中心也都有RAG需求。

面对2C用户也有泛娱乐化需求,现在有一种形式是讲用的小说做成知识库,然后帮助用户模拟哈利波特或者三体情景进行问答。

RAG有机会成为下一代搜索引擎

很多企业针对自己的内部信息或者面向外部的终端用户,都会应用搜索来解决,但其实没有被很好的解决。

比如Elastic是大家公认的通用解决方案,但可能对Elastic搜索结果满意的没这么多。

拔高搜索技术的还是传统大厂,Google百度内部有很多未公开的技术,像Embedding、召回也是在这些公司里最先尝试。

RAG再往后发展,很可能会形成搜索的新模式,有的做成通用解决方案,有的做成垂直解决决方案。

4 相比Finetune,RAG更具优势

RAG的功能优势在相对白盒、权限、客户门槛等

Finetune在23年年中更像是通用的解决方案,但随着大模型发展和客户应用增多,更多的场景已经被RAG替代。

相对白盒:虽然RAG相比BM25解释性稍差,但相对Finetune来说解释性仍然更好,并且调整的自由度也更大。

权限好操作:RAG可以对文档进行权限设置,例如哪些文件是A可以看的,哪些文件是B可以看的。但是Finetune后定义什么内容给什么人看难度大很多。

客户门槛:如果做定制化方案,大体量的客户也多数没有Finetune基础。但是应用RAG后,可以做成界面,让客户自己来上传、设置时间、权限,与客户的本地数据打通更加简便。

Finetune需要更多的数据准备成本,但仍然可能幻觉

Finetune要花更长的时间准备数据,即使准备了很好的数据,出现幻觉的比例也较RAG没有明显提高。

例如问题是“San Jose的现任市长是谁?”。在Finetune的过程中即使喂给了他所有市长的数据,模型可能还是会把过去语料对应的老市长找出来。在Finetune的语料中有的是讲新市长的,有的是讲老市长的,模型也会疑惑。

另外Finetune也需要更大更确定的用户场景,Finetune花了这么多精力也需要更大的规模才能有规模效应。

大厂现在有非常多的Finetune立项,主要面对也是大场景。对于企业端的大部分客户,用Finetune来做应该不如RAG的经济效益。

相比Finetune,RAG可以做更多的控制。例如TorchV就对召回得分进行控制,低于基准线就采取备用策略。

5 RAG的评测还缺乏好用的数据集

RAG的评测维度

业界公认将RAG的效果划分为三个维度:召回信息跟问题本身的相关度,经过大模型架构的回答和问题的相关度,回答和问题的标准答案/评测集答案的相关度/吻合率。

现在市面上有不少评测数据集,针对三个维度再进行加权平均,得出RAG的综合评分。

RAG评测数据集建设还很早期

Zilliz 在数据评测上做了全面的测试,在这里也分享一下Zilliz 的经验。

评测维度有相对公认的维度,但是很缺失对应的评测数据集。这里面很大原因是评测数据集需要根据具体的领域/场景,以及有明确的标准衡量哪些正确,哪些不正确。

市面上现在通行的数据集是MS-Marco和BEIR。BEIR里就有例如针对金融、医疗的专业领域数据集,但在召回场景和问答场景的分散度还较为局限。

数据集在映射到实际的使用场景上也有感知差。经常会出现在数据集上测得很好,但到了用户使用场景上,效果很差。例如之前提到的“雪佛兰客户案例”,还需要辅助推理和问题拆解,这类表现往往不尽人意。

HuggingFace MTEB是目前最权威的榜单

Retriever中最有说服力的榜单是MTEB,MTEB也是基于MS_Marco和BEIR的公开数据集进行评测。

但MTEB榜单也比较局限在召回部分,并没有考虑加上问答部分。

考虑加上问答的榜单可以参考RAGAS,RAGAS也采用了多个维度的综合评价指标。

LlamaIndex和Langchain等也有相应的榜单,与RAGAS的情况类似。

6 Hybrid Search与技术栈选择

Hybrid Search的搭配也非常看客户场景

专用的向量数据库例如Milvus即将支持混合检索,老一代技术栈也已逐步支持混合检索方案,混合检索也很可能成为RAG的趋势。

单纯比较ES老方案和Embedding方案,Embedding肯定好于ES,无论是基于公开数据集还是基于大家的普遍认知。

但是Embedding也不是在所有场景下都好。所以把ES+Embedding进行混合召回的话可能会更好。但是怎么进行混合,对实际效果影响很大。比如最简单的RRF基于规则的混排方式,效果就比较一般,至少相比结合了一个好一点的Reranker模型去做混排,如果Reranker是基于某个场景和具体领域优化过,效果就会更好。

ES方式和embedding的结合方案 vs 只用Embedding方案,TopK的选择也有很大讲究,不一定比单独Embedding大召回+重排(比如embedding 粗排,然后把TopK选的的非常大,100、1000这种。再经过Reranker重排,选出Top3、Top5)的效果好。

除了BM25方案外,还可以用基于模型的Sparse Embedding,他的效果介于BM25和Dense Embedding(向量数据库Embedding)之间。但他的好处是比ES BM25的效果在同义词角度上的健壮性更好。

现在很多老的ES方案的细分和Embedding的各种细分的各种混合方案,比如两两混合后,三个混合等等做出更复杂的方法,以求进一步优化。

具体选哪个要看架构复杂度承受能力和场景。ES辅助Dense Embedding,和Sparse辅助DenseEmbedding的提升效果比较局限。但在一些特定领域,问一些稀有关键词,ES+DenseEmbedding的混合效果很好。

选择最适合的技术栈,易用性非常重要

RAG技术栈选择最终还是先看场景,到了具体的应用时候,Chunking怎么做,在哪一蹭做,做大做小,都有非常多影响的点。很难给一个统一的标准,哪种方案好,哪种方案差,只能选择最适合自己的。

易用性是很多评测忽略的点,尤其创业公司客户。其最大的需求就是用最低的成本、最快上手的方式尽快部署,上线以后再看用户的反馈,根据反馈再小布迭代。会不断试用新的组件,对易用性的要求非常高。

对于很多用户场景来说,RAG使用起来差异并不大,甚至OpenAI的Embedding功能就能满足80%的基础需求。

RAG未来不会脱离向量数据库

模型做的是把信息做压缩,然后在压缩之后产生了泛化能力,但不能把原有的数据完整展示给用户。还是要有一个数据管理的地方,存全量数据。

其次,就算大模型能够把这些数据给吸收进入,但数据的管理,比如权限控制,即什么情况下应该给什么用户展示什么样的数据,这样的功能不适合大模型去做,而是数据库或数据管理软件适合做的事情。

ElasticMongoDB在RAG领域都没看到先发优势

现在主流还是用深度学习模型来做检索,ES之前做了些尝试,MDB之前连尝试都没有。

复杂的领域,包括数据清洗和对用户意图的理解。

Elastic定义的清洗主要是按照文档关键词进行Tokenization,然后进行切分。没有涉及到对图标结构进行理解,也没有涉及对图文内容中图片和文字做结合或者绑定关联关系,上面提到的复杂场景都还没做。

在意图理解方面,Elastic的能力也比较有限。这也是比较新的问题,大家都在同一起跑线上,看每家的进化程度。

相比而言,新一代技术栈都在这些领域做了很多功课。

老技术栈中Elastic相比MongoDB做得更好

Elastic在搜索场景中有很大的使用惯性,开发者更熟悉。

Elastic自带BM25和KNN-混合检索,也支持调配不同算法在混合检索中的比重。

针对不同的用户,自变量更多。例如问答量大的时候,会调大BM25.在语义比较重要的时候,会把KNN比例调大。

但是Elastic算法比较单调,目前没有太多可以和CUDA的结合。

相比ElasticMongoDB做的更晚,在去年需求起来后才开始补作业。

7 RAG的商业化与GoToMKT

RAG的受众主要是算法工程师和软件开发

目前看稍微大点的客户,其RAG开发者主要是算法工程师,或者偏向业务逻辑的算法工程师。

稍微小点的客户,一般都是APP工程师和Web前端工程师。

也有看到一些数据工程师在做。

Horizontal RAG运营好开源社区非常重要

目前构建社区在Horizontal RAG产品中非常重要,这批开发者业余上一代开发者的Mindset有很大区别。

这批开发者有一个特点是已经熟悉各类开源的新技术栈了,动手能力很强,但对过去的机器学习领域可能没那么了解。

所以给他们的产品如果是开源的,那就要易用性特别好,同时在社区内辅助了大量的内容属性,比如怎么做检索、RAG的优化指南等。

开源打法就是要把整个生态开放出去,等成为事实性标准后再做商业化。如果AI浪潮能够影响一代人,就会有很多机会来做开源。

Zilliz就是从做开源Milvus起家,开源是非常好的获客手段,现在在行业内也有大量的拥泵开发者。

像美国的Vectara,其技术实测下来可能没有什么差异化,但面向群体的社区做得很好,对产品起量帮助就很大。

Vertical RAG可能更需要从SLG方向起家

先从一个垂类开始做,例如FileChat最先进入的是供应链垂类。

通过SLG方式找到垂类中的RAG特点,通过客户反馈打磨客户形态,然后再进入新的垂类。

FileChat同时还做了一个2C网站(网页链接,用来收集客户反馈和销售线索,同时打磨终端的产品形态,形成初步的垂直社群。

RAG垂直应用的价值链拆分

RAG 技术栈在Vertica Solution中是偏后端服务,一个完整的Solution包括还大模型、以及应用服务商。

金融行业为例,大模型本身在这个方案中可以占到10%,RAG大概占3%-5%,占比不高,因为一方面有开源的工具和产品,第二点是这里需要客户的internal development。

在工业方面也是类似的,技术产品其实占比还是比较少的,给10%-15%是合理的范围。这种方案更多的部分是在Service的部分,比如现在很多应用是替代人工录入。

垂直产品卖点多很简单,就是帮客户省钱。通过技术取代人工录入,现在也没有实现100%的的替代。假设客户这部分被完全替代了,那就会有更大的预算流出给RAG垂直应用,或者其他的第三方技术服务商。

8 金融领域的RAG应用

金融领域对RAG有独特需求

市场研究,Recall First的场景,也是选择Hybrid的原因。市场研究特别注重信息的全面性,不能漏,任何一点疏漏都可能对投资判断产生影响。

光用Embedding来达到稳定的不落下内容有一定难度,所以需要加上传统搜索配合。但光用传统搜索也更不可能满足,例如从Amazon的财报中找客户对于GenAI的反馈,Earning Transcript里可能就没出现Customer字眼,那就只能用Embedding Search来解决。

在Tempera Data和Text Data中会有很多Mix,传统的做法是在Tempera Data中MetaData以及Table中Headline作为Input。那么如何能够把这个table里边的更多的spectral information,以及这些table当中不同数据当中的causality correlation能够找出来,然后跟Text一起做inference,这个也是其中的一个很重要的一个挑战。

市场研究还有很多Multi-Step Query,就是上一步的Output是下一步的Input。

Reranking不同Source的可信度也不一样,会影响输出结果。例如公司口述信息、投行卖方信息、自媒体信息的可信度就完全不一样。

Retriever的过程中也要用到很多Tools。比如在金融场景中,非常的Mission Critical,比如很多计算场景LLM就做的不好,那就需要辅助涉及计算的工具。

金融领域也缺乏Dataset

Vertical场景的评测数据集有很大的不同,在金融场景两个月前发布了一个数据集叫做Financial Bench。相比于传统评测数据集,他们更像是QA。但也看到了两个问题。

第一个问题是在投资领域的Diversity很高,有时候需要做市场空间分析,有时候需要做行业竞争分析,更应该从分析师视角去设计评测集。让作为使用者的分析师,能够感觉到不同场景的区别。

第二个问题是很多评测数据还是在为了解决传统NLP场景的问题,很多数据已经过时了。下一步应该与更多行业专家去丰富评测数据集。

Onwish的RAG搭建实践

Search是Onwish系统中很重要的部分,总体分成三大块。

第一块:在找寻信息,做了很重的Planning。从什么数据源找信息,应该找什么样的信息,该用Keyword找还是用Embedding Search找。

第二块:Retriever模块。BM25+Embedding的Hybrid Search。有了Retriever的Rerank,会作为备选的Answer Candidate进入LLM。

第三块:LLM来判断Retriever的Answer里哪一块能够更好回答用户的信息,synthesis answer。

$Elastic(ESTC)$ $MongoDB(MDB)$ $微软(MSFT)$