Risposta alle domande con Milvus e Hugging Face

Un sistema di risposta alle domande basato sulla ricerca semantica funziona trovando la domanda più simile da un insieme di coppie domanda-risposta per una determinata domanda. Una volta identificata la domanda più simile, la risposta corrispondente dal set di dati viene considerata come la risposta alla domanda. Questo approccio si basa su misure di similarità semantica per determinare la somiglianza tra le domande e recuperare le risposte pertinenti.

Questo tutorial mostra come costruire un sistema di risposta alle domande utilizzando Hugging Face come caricatore di dati e generatore di incorporazioni per l'elaborazione dei dati e Milvus come database vettoriale per la ricerca semantica.

Prima di iniziare

È necessario assicurarsi che tutte le dipendenze necessarie siano installate:

• pymilvus: un pacchetto python funzioni con il servizio di database vettoriale fornito da Milvus o Zilliz Cloud.
• datasets, transformers: i pacchetti Hugging Face gestiscono i dati e utilizzano i modelli.
• torch: una potente libreria fornisce un efficiente calcolo tensoriale e strumenti di deep learning.

$ pip install --upgrade pymilvus transformers datasets torch

Preparare i dati

In questa sezione, caricheremo coppie domanda-risposta di esempio dal dataset Hugging Face. A titolo dimostrativo, utilizziamo solo i dati parziali della parte di convalida di SQuAD.

from datasets import load_dataset


DATASET = "squad"  # Name of dataset from HuggingFace Datasets
INSERT_RATIO = 0.001  # Ratio of example dataset to be inserted

data = load_dataset(DATASET, split="validation")
# Generates a fixed subset. To generate a random subset, remove the seed.
data = data.train_test_split(test_size=INSERT_RATIO, seed=42)["test"]
# Clean up the data structure in the dataset.
data = data.map(
    lambda val: {"answer": val["answers"]["text"][0]},
    remove_columns=["id", "answers", "context"],
)

# View summary of example data
print(data)

Dataset({
    features: ['title', 'question', 'answer'],
    num_rows: 11
})

Per generare le incorporazioni per le domande, è possibile selezionare un modello di incorporazione del testo da Hugging Face Models. In questa esercitazione, utilizzeremo come esempio un modello di embedding di frasi di piccole dimensioni , all-MiniLM-L6-v2.

from transformers import AutoTokenizer, AutoModel
import torch

MODEL = (
    "sentence-transformers/all-MiniLM-L6-v2"  # Name of model from HuggingFace Models
)
INFERENCE_BATCH_SIZE = 64  # Batch size of model inference

# Load tokenizer & model from HuggingFace Hub
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(MODEL)
model = AutoModel.from_pretrained(MODEL)


def encode_text(batch):
    # Tokenize sentences
    encoded_input = tokenizer(
        batch["question"], padding=True, truncation=True, return_tensors="pt"
    )

    # Compute token embeddings
    with torch.no_grad():
        model_output = model(**encoded_input)

    # Perform pooling
    token_embeddings = model_output[0]
    attention_mask = encoded_input["attention_mask"]
    input_mask_expanded = (
        attention_mask.unsqueeze(-1).expand(token_embeddings.size()).float()
    )
    sentence_embeddings = torch.sum(
        token_embeddings * input_mask_expanded, 1
    ) / torch.clamp(input_mask_expanded.sum(1), min=1e-9)

    # Normalize embeddings
    batch["question_embedding"] = torch.nn.functional.normalize(
        sentence_embeddings, p=2, dim=1
    )
    return batch


data = data.map(encode_text, batched=True, batch_size=INFERENCE_BATCH_SIZE)
data_list = data.to_list()

Inserire i dati

Ora abbiamo coppie domanda-risposta pronte con le incorporazioni delle domande. Il passo successivo è inserirle nel database vettoriale.

Per prima cosa è necessario collegarsi al servizio Milvus e creare una raccolta Milvus.

from pymilvus import MilvusClient


MILVUS_URI = "./huggingface_milvus_test.db"  # Connection URI
COLLECTION_NAME = "huggingface_test"  # Collection name
DIMENSION = 384  # Embedding dimension depending on model

milvus_client = MilvusClient(MILVUS_URI)
if milvus_client.has_collection(collection_name=COLLECTION_NAME):
    milvus_client.drop_collection(collection_name=COLLECTION_NAME)
milvus_client.create_collection(
    collection_name=COLLECTION_NAME,
    dimension=DIMENSION,
    auto_id=True,  # Enable auto id
    enable_dynamic_field=True,  # Enable dynamic fields
    vector_field_name="question_embedding",  # Map vector field name and embedding column in dataset
    consistency_level="Strong",  # To enable search with latest data
)

Inserire tutti i dati nella raccolta:

milvus_client.insert(collection_name=COLLECTION_NAME, data=data_list)

{'insert_count': 11,
 'ids': [450072488481390592, 450072488481390593, 450072488481390594, 450072488481390595, 450072488481390596, 450072488481390597, 450072488481390598, 450072488481390599, 450072488481390600, 450072488481390601, 450072488481390602],
 'cost': 0}

Porre domande

Una volta inseriti tutti i dati in Milvus, possiamo porre delle domande e vedere quali sono le risposte più vicine.

questions = {
    "question": [
        "What is LGM?",
        "When did Massachusetts first mandate that children be educated in schools?",
    ]
}

# Generate question embeddings
question_embeddings = [v.tolist() for v in encode_text(questions)["question_embedding"]]

# Search across Milvus
search_results = milvus_client.search(
    collection_name=COLLECTION_NAME,
    data=question_embeddings,
    limit=3,  # How many search results to output
    output_fields=["answer", "question"],  # Include these fields in search results
)

# Print out results
for q, res in zip(questions["question"], search_results):
    print("Question:", q)
    for r in res:
        print(
            {
                "answer": r["entity"]["answer"],
                "score": r["distance"],
                "original question": r["entity"]["question"],
            }
        )
    print("\n")

Question: What is LGM?
{'answer': 'Last Glacial Maximum', 'score': 0.956273078918457, 'original question': 'What does LGM stands for?'}
{'answer': 'coordinate the response to the embargo', 'score': 0.2120140939950943, 'original question': 'Why was this short termed organization created?'}
{'answer': '"Reducibility Among Combinatorial Problems"', 'score': 0.1945795714855194, 'original question': 'What is the paper written by Richard Karp in 1972 that ushered in a new era of understanding between intractability and NP-complete problems?'}


Question: When did Massachusetts first mandate that children be educated in schools?
{'answer': '1852', 'score': 0.9709997177124023, 'original question': 'In what year did Massachusetts first require children to be educated in schools?'}
{'answer': 'several regional colleges and universities', 'score': 0.34164726734161377, 'original question': 'In 1890, who did the university decide to team up with?'}
{'answer': '1962', 'score': 0.1931006908416748, 'original question': 'When were stromules discovered?'}