简介

文章探讨知识图谱在生成式AI中的价值,既非万能解决方案也非无用技术。其真正价值在于提供多跳推理和可解释性,特别适合"为什么"和"如何"问题。通过GraphRAG和智能体记忆案例说明应用价值,建议先验证需求,从小规模开始,测量ROI。知识图谱最适合需要理解概念间多跳连接、关系与数据同等重要、需要可解释推理或构建持久智能体记忆的场景。


引言:打破知识图谱的神话与偏见

如果你最近参加过生成式AI会议,或者关注LinkedIn和Medium上的技术讨论,你可能已经听到两种截然不同的观点:知识图谱要么是企业AI的救星,要么完全是"蛇油"般的无用技术 。

作为一位拥有20多年软件开发经验、12年图系统构建经验的专家,我在过去两年中一直专注于构建生成式AI和知识图谱系统、智能体以及智能体记忆解决方案。我可以告诉你,两个阵营都是既对又错的——而这正是问题所在 。

在过去两年中,我花费大量时间研究不同的图/知识图谱技术,如GraphRAG、智能体、MCP(模型通信协议)、智能体记忆等。在这个过程中,我发现了几个主导讨论的重大误解。在这篇文章中,我将讨论一些最常见的误解,并探讨我认为这些误解背后的真相 。

核心真相:知识图谱不是万能解决方案

误解与现实的平衡

将知识图谱视为通用升级会导致过度设计的解决方案,其性能甚至不如更简单的替代方案。我合作过的一些公司花费了数月甚至数年的时间才投入生产,比计划延迟了很久,这都是由于图的复杂性造成的。最糟糕的是什么?一旦投入生产,他们的最终用户并没有注意到明显的差异 。

真正从图中看到价值的公司是那些已经测量了他们的问题分布并确认他们确实需要大规模多跳推理的公司。如果你没有进行这种分析,你还没有准备好决定任何架构,你准备好的是运行一个实验 。

知识图谱的真正价值所在

多跳推理和可解释性的优势

大型语言模型(LLM)可以从图的多跳推理和可解释性中受益,这是一个根本的真理 。构建LLM应用程序的基本挑战之一源于其固有的不可预测性和潜在的幻觉,再加上其训练数据是静态的且可能过时。为LLM提供更相关和可信的数据已被证明能够提供更准确、一致和可信的响应 。

“如何"和"为什么” vs “什么"和"多少”

我们这些从事图工作的人经常说"当数据中的连接与数据本身同样重要时,图表现出色"——但我们很少解释这在实践中实际意味着什么 。我有一位同事经常说(转述):“关系数据会告诉你某人购买了多少以及什么类型的啤酒,但图数据会告诉你他们为什么购买它以及他们下次可能购买什么” 。

让我们用一个具体的例子来说明:想象你正在分析啤酒购买情况。关系数据库查询可能会告诉你 :

  • 客户Sarah上个月买了12瓶IPA和6瓶黑啤
  • 平均客户每月买8瓶啤酒
  • IPA销量本季度增长了15%

这些都是有价值的"发生了什么"的洞察。但现在考虑图通过遍历关系可以揭示什么 。

在图结构中,你不仅存储购买记录——你还存储实体之间的关系。Sarah买了啤酒A。啤酒A与啤酒B有相似的啤酒花特征。购买啤酒A的客户也经常购买啤酒C。啤酒C是由Sarah在社交媒体上关注的啤酒厂酿造的 。

现在你可以回答不同的问题 :

  • Sarah为什么买那种IPA?(她一直在探索西海岸风格,购买了类似的啤酒,关注了酿酒厂)
  • 你应该向她推荐什么啤酒?(遵循从她的购买→相似口味特征→她没试过的高评分选项的路径)
  • 这个客户如何发现你的品牌?(追踪路径:朋友推荐→共享购买场合→产品发现)

关键区别在于关系数据库优化用于聚合和过滤离散数据点。图优化用于遍历数据点之间的连接。当你的业务问题需要理解"什么导致了这个"或"什么与这个相连"时,你要求图在关系中行走路径——这在SQL中是昂贵和笨拙的(想象多个JOIN语句变得指数级复杂),但在图查询中很自然 。

简单地说:如果你需要计数、分类和聚合,使用关系数据。如果你需要发现影响链、隐藏连接和多步推理路径,考虑图谱

应用案例:GraphRAG和智能体记忆

让我们看看这如何应用于两种常见的生成式AI工作负载:GraphRAG和智能体记忆 。

GraphRAG:超越传统检索

2024年4月,微软研究院发布了他们的论文《From Local to Global: A GraphRAG Approach to Query-Focused Summarization》,这是第一篇广泛宣传使用图增强RAG架构有效性的论文。自这篇论文以来,已经有许多其他论文、博客文章、工具包、公司等涌现,都遵循这个基本理念:图可以提供比单独语义搜索更好的上下文 。

GraphRAG通过在检索阶段利用知识图谱的固有连接性来扩展传统的检索增强生成(RAG)。虽然传统RAG通常在单个文档或块上执行语义搜索,但GraphRAG通常(但不总是)利用语义或全文搜索来找到起始实体,然后遍历关系以提供更多上下文完整的信息 。

例如,GraphRAG不是仅检索关于产品的单一事实,而是使用基于向量的语义搜索来找到相关产品描述,然后跟随连接来找到相关产品、客户行为和历史模式——本质上执行"多跳"检索,捕获更广泛的上下文 。

智能体记忆:构建连接的经验网络

当我们看智能体记忆时,我们看到了一个非常相似的模式。当考虑长期智能体记忆的需求——AI智能体随时间维护和利用自己的经验和知识的能力——知识图谱为以有意义的方式组织和连接这些记忆提供了自然的结构 。

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与平面文档存储或简单键值记忆不同,图结构允许智能体创建其经验、决策和学习信息的丰富、相互连接的表示。例如,智能体可以跨时间连接相关交互,链接相似经验,并在它学习的概念之间建立关系 。

一个我没有立即意识到的附加价值是,为智能体提供图表示可以通过更低的延迟和更少的令牌/成本提供效率收益 。

分数显示大致相当的准确性(各种方法55-71%),这可能看起来像是平局。但这实际上就是重点——基于图的方法保持了可比较的质量,同时显著提高了效率。延迟下降了10倍,令牌使用下降了70倍。对于每天处理数千次查询的生产系统来说,这不是一个小的优化——这是一个经济可扩展系统和一个不能扩展系统之间的区别 。

实用指南:从哪里开始

快速验证测试

在构建任何东西之前,手动跟踪10-20个最常见的用户查询。你能通过单文档查找回答它们吗?还是你发现自己在心理上连接多个来源的信息 ?

那15分钟的练习会比任何架构辩论告诉你更多。如果你经常在文档之间跳转来回答问题,图可能有帮助。如果大多数答案存在于单个文档中,坚持使用向量搜索 。

如果你确实需要图:从小开始

如果你已经确定图可以增加价值,抵制在第一天就为你的整个领域建模的冲动。我见过的最成功的实现遵循这种模式 :

  1. 从一个高价值用例开始(通常是你当前系统失败的多跳问题)
  2. 最小化建模(核心实体和2-3个关键关系类型)
  3. 对照基线测量(向量RAG或更简单的方法)
  4. 只有当你看到明确的ROI时才扩展

我见过团队在处理单个查询之前花费数月完善他们的本体。从混乱开始,快速学习,基于实际使用模式进行改进 。

图的真正角色:结构化问题的结构化知识

在检查了炒作和现实之后,证据实际上告诉我们的是:知识图谱不是通用解决方案或魔法修复——它们是在特定情况下发光的专业工具 。

生成式AI景观正在成熟,超越了"一刀切"的心态。正如我们不会将图数据库用于简单的键值查找或将关系数据库用于网络分析,我们不应该默认为每个生成式AI应用程序使用知识图谱。问题不是"我应该使用知识图谱吗?“而是"我的问题需要理解概念如何跨多个跳跃连接吗?”

图真正增加价值的情况:
  • 你的用户询问涉及多个相关概念的问题
  • 数据点之间的关系与数据本身一样重要
  • 你需要可解释的推理路径(谁影响了谁,为什么这个推荐)
  • 你正在构建必须随时间连接经验的持久智能体记忆
图增加复杂性而无益处的情况:
  • 你的整个知识库适合上下文窗口(<200k令牌)
  • 问题主要是单跳查找
  • 你的数据自然适合表格格式,查询是聚合
  • 你需要快速发布并首先迭代提示工程

我见过的最成功的生成式AI实现不是那些跳上知识图谱潮流的——它们是那些从简单开始,测量对用户真正重要的东西,并且只有当更简单的方法遇到明确限制时才添加结构复杂性的 。

也许最重要的洞察是这样的:LLM让我们重新思考如何结构化和检索信息,但它们没有改变你的数据架构应该匹配你的查询模式的基本原则。图在"为什么"和"这些如何连接"的问题上表现出色。如果这些不是你的用户正在询问的问题,无论多少图的复杂性都不会创造价值 。

真正的机会不在于到处应用知识图谱——而在于深度理解,知道何时复杂性成本值得支付 。

如何学习AI大模型?

大模型时代,火爆出圈的LLM大模型让程序员们开始重新评估自己的本领。 “AI会取代那些行业?”“谁的饭碗又将不保了?”等问题热议不断。

不如成为「掌握AI工具的技术人」,毕竟AI时代,谁先尝试,谁就能占得先机!

想正式转到一些新兴的 AI 行业,不仅需要系统的学习AI大模型。同时也要跟已有的技能结合,辅助编程提效,或上手实操应用,增加自己的职场竞争力。

但是LLM相关的内容很多,现在网上的老课程老教材关于LLM又太少。所以现在小白入门就只能靠自学,学习成本和门槛很高

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学习路线

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第一阶段: 从大模型系统设计入手,讲解大模型的主要方法;

第二阶段: 在通过大模型提示词工程从Prompts角度入手更好发挥模型的作用;

第三阶段: 大模型平台应用开发借助阿里云PAI平台构建电商领域虚拟试衣系统;

第四阶段: 大模型知识库应用开发以LangChain框架为例,构建物流行业咨询智能问答系统;

第五阶段: 大模型微调开发借助以大健康、新零售、新媒体领域构建适合当前领域大模型;

第六阶段: 以SD多模态大模型为主,搭建了文生图小程序案例;

第七阶段: 以大模型平台应用与开发为主,通过星火大模型,文心大模型等成熟大模型构建大模型行业应用。

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