NodeRAG— 开源基于异构图的智能检索与生成系统

2025-05-15 6

NodeRAG 是一个基于异构图(Heterogeneous Graph)的开源智能检索与生成系统,旨在通过结合结构化与非结构化数据的关系,提升复杂查询下的信息检索与生成能力。其核心思想是利用图结构建模实体间的多样化关联(如文本、知识图谱、用户行为等),并通过图神经网络(GNN)和检索增强生成(RAG)技术实现高效的多模态信息融合与响应生成。


核心特性

  1. 异构图数据建模

    • 支持多类型节点(如文档片段、知识实体、用户画像)和边(语义关系、时序行为、逻辑依赖),统一表示异构数据源。
    • 示例:将用户提问、相关文档段落、知识图谱中的实体映射为图中的关联节点。
  2. 混合检索策略

    • 向量检索:基于嵌入(Embedding)的相似性搜索。
    • 图遍历检索:沿异构图关系路径扩展上下文(如“文档A → 实体B → 相关论文C”)。
    • 动态融合两种结果,平衡语义匹配与逻辑推理。
  3. 检索增强生成(RAG)优化

    • 通过GNN聚合图中多跳邻居信息,生成增强的上下文提示(Prompt)。
    • 支持对生成结果的溯源,高亮图中贡献节点(可解释性)。
  4. 开源生态友好

    • 兼容常见图数据库(Neo4j、Nebula Graph)和向量库(FAISS、Milvus)。
    • 提供预训练模型适配接口(如BERT、LLAMA嵌入)。

典型应用场景

  • 复杂QA系统:回答需要跨文档和知识图谱推理的问题(如医疗诊断、法律咨询)。
  • 学术研究助手:从论文、专利、数据集中挖掘关联研究线索。
  • 企业知识管理:整合内部文档、流程规则和员工经验,生成结构化解决方案。

快速入门

  1. 安装

    git clone https://github.com/NodeRAG/NodeRAG
    pip install -r requirements.txt  # 依赖:PyTorch, DGL, Transformers等
    
  2. 构建异构图

    from noderag import GraphBuilder
    builder = GraphBuilder()
    builder.add_node("text", content="大语言模型的发展历程", id="text_1")
    builder.add_node("entity", label="LLM", id="entity_llm")
    builder.add_edge("text_1", "entity_llm", relation="DESCRIBES")
    
  3. 检索与生成

    from noderag import RetrieverGenerator
    rg = RetrieverGenerator(graph="my_graph.db")
    answer = rg.query("大语言模型有哪些关键技术?", top_k=3)
    print(answer.text)
    print(answer.sources)  # 显示检索到的节点ID
    

性能优势

| 任务类型 | 传统RAG | NodeRAG(异构图) |
|----------------|---------|-------------------|
| 多跳问答 | 42%准确率 | 67%准确率 |
| 生成结果相关性 | 3.2/5.0 | 4.1/5.0 |
| 响应延迟 | 120ms | 150ms(+25%) |

(测试基准:HotpotQA数据集,NVIDIA T4环境)


扩展方向

  • 动态图更新:实时新增用户反馈节点。
  • 多模态支持:融合图像、表格等非文本节点。
  • 轻量化部署:针对边缘设备的图剪枝与量化。

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(www.nzw6.com)

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