将 Amazon Bedrock 与 Elasticsearch 和 Langchain 结合使用

Amazon Bedrock 是一项完全托管的服务，通过单一 API 提供来自 AI21 Labs、Anthropic、Cohere、Meta、Stability AI 和 Amazon 等领先 AI 公司的高性能基础模型 (FMs) 选择，以及广泛的构建生成式 AI 应用程序所需的功能，简化开发，同时维护隐私和安全。由于 Amazon Bedrock 是无服务器的，因此你无需管理任何基础设施，并且可以使用你已经熟悉的 AWS 服务将生成式 AI 功能安全地集成和部署到你的应用程序中。

在此示例中，我们将文档拆分为段落，在 Elasticsearch 中索引该文档，使用 ELSER 执行语义搜索来检索相关段落。通过相关段落，我们构建了上下文并使用 Amazon Bedrock 来回答问题。

1. 安装包并导入模块

首先我们需要安装模块。确保 python 安装的最低版本为 3.8.1。

!python3 -m pip install -qU langchain elasticsearch boto3

然后我们需要导入模块

from getpass import getpass
from urllib.request import urlopen
from langchain.vectorstores import ElasticsearchStore
from langchain.text_splitter import CharacterTextSplitter
from langchain.llms import Bedrock
from langchain.chains import RetrievalQA
import boto3
import json

注意：boto3 是适用于 Python 的 AWS 开发工具包的一部分，并且需要使用 Bedrock LLM

2. 初始化基岩客户端

要在 AWS 服务中授权，我们可以使用 ~/.aws/config 文件和配置凭证或将 AWS_ACCESS_KEY、AWS_SECRET_KEY、AWS_REGION 传递给 boto3 模块

我们的示例使用第二种方法。

default_region = "us-east-1"
AWS_ACCESS_KEY = getpass("AWS Acces key: ")
AWS_SECRET_KEY = getpass("AWS Secret key: ")
AWS_REGION = input(f"AWS Region [default: {default_region}]: ") or default_region

bedrock_client = boto3.client(
    service_name="bedrock-runtime",
    region_name=AWS_REGION,
    aws_access_key_id=AWS_ACCESS_KEY,
    aws_secret_access_key=AWS_SECRET_KEY
)

3. 连接到 Elasticsearch

ℹ️ 我们为此 notebook 使用 Elasticsearch 的 Elastic Cloud 部署。如果你没有 Elastic Cloud 部署，请在此处注册免费试用。

我们将使用 Cloud ID 来标识我们的部署，因为我们使用的是 Elastic Cloud 部署。要查找你的部署的 Cloud ID，请转至 https://cloud.elastic.co/deployments 并选择你的部署。

我们将使用 ElasticsearchStore 连接到我们的 Elastic 云部署。这将有助于轻松创建和索引数据。在 ElasticsearchStore 实例中，将嵌入设置为 BedrockEmbeddings 以嵌入本示例中将使用的文本和 elasticsearch 索引名称。在本例中，我们将 strategy 设置为 ElasticsearchStore.SparseVectorRetrievalStrategy()，因为我们使用此策略来拆分文档。

当我们使用 ELSER 时，我们使用 SparseVectorRetrievalStrategy 策略。该策略使用 Elasticsearch 的稀疏向量检索来检索 top-k 结果。 Langchain 中还有更多其他 strategies 可以根据你的需要使用。

CLOUD_ID = getpass("Elastic deployment Cloud ID: ")
CLOUD_USERNAME = "elastic"
CLOUD_PASSWORD = getpass("Elastic deployment Password: ")

vector_store = ElasticsearchStore(
    es_cloud_id=CLOUD_ID,
    es_user=CLOUD_USERNAME,
    es_password=CLOUD_PASSWORD,
    index_name= "workplace_index",
    strategy=ElasticsearchStore.SparseVectorRetrievalStrategy()
)

4. 下载数据集

让我们下载示例数据集并反序列化文档。

url = "https://raw.githubusercontent.com/elastic/elasticsearch-labs/main/example-apps/chatbot-rag-app/data/data.json"

response = urlopen(url)

workplace_docs = json.loads(response.read())

5. 将文档分割成段落

我们将把文档分成段落，以提高检索的特异性，并确保我们可以在最终问答提示的上下文窗口中提供多个段落。

在这里，我们将文档分块为 800 个标记段落，其中有 400 个标记重叠。

这里我们使用一个简单的拆分器，但 Langchain 提供了更高级的拆分器来减少上下文丢失的机会。

metadata = []
content = []

for doc in workplace_docs:
  content.append(doc["content"])
  metadata.append({
      "name": doc["name"],
      "summary": doc["summary"],
      "rolePermissions":doc["rolePermissions"]
  })

text_splitter = CharacterTextSplitter(chunk_size=800, chunk_overlap=400)
docs = text_splitter.create_documents(content, metadatas=metadata)

6. 将数据索引到 Elasticsearch 中

接下来，我们将使用 ElasticsearchStore.from_documents 将数据索引到 elasticsearch。我们将使用在创建云部署步骤中设置的云 ID、密码和索引名称值。

在实例中，我们将策略设置为 SparseVectorRetrievalStrategy()

注意：在开始索引之前，请确保你已在部署中下载并部署了 ELSER 模型，并且正在 ml 节点中运行。

documents = vector_store.from_documents(
    docs,
    es_cloud_id=CLOUD_ID,
    es_user=CLOUD_USERNAME,
    es_password=CLOUD_PASSWORD,
    index_name="workplace_index",
    strategy=ElasticsearchStore.SparseVectorRetrievalStrategy()
)

7. 初始 Bedrock 硕士

接下来，我们将初始化 Bedrock LLM。在 Bedrock 实例中，将传递 bedrock_client 和特定 model_id：amazon.titan-text-express-v1、ai21.j2-ultra-v1、anthropic.claude-v2、cohere.command-text-v14 等。你可以看到列表 Amazon Bedrock 用户指南上的可用基本模型

default_model_id = "amazon.titan-text-express-v1"
AWS_MODEL_ID = input(f"AWS model [default: {default_model_id}]: ") or default_model_id
llm = Bedrock(
    client=bedrock_client,
    model_id=AWS_MODEL_ID
)

8. 提出问题

现在我们已经将段落存储在 Elasticsearch 中并且 LLM 已初始化，我们现在可以提出问题来获取相关段落。

retriever = vector_store.as_retriever()

qa = RetrievalQA.from_llm(
    llm=llm,
    retriever=retriever,
    return_source_documents=True
)

questions = [
    'What is the nasa sales team?',
    'What is our work from home policy?',
    'Does the company own my personal project?',
    'What job openings do we have?',
    'How does compensation work?'
]
question = questions[1]
print(f"Question: {question}\n")

ans = qa({"query": question})

print("\033[92m ---- Answer ---- \033[0m")
print(ans["result"] + "\n")
print("\033[94m ---- Sources ---- \033[0m")
for doc in ans["source_documents"]:
  print("Name: " + doc.metadata["name"])
  print("Content: "+ doc.page_content)
  print("-------\n")