基于LangChain的意图识别实践
本文译自Supercharging If-Statements With Prompt Classification Using Ollama and LangChain一文，以Lumos工具为例，讲解了博主在工程实践中，如何基于LangChain框架和本地LLM优雅实现了通用的意图识别工具。系列合集，点击链接查看
简短回顾 Lumos! 🪄
我以前写过不少关于 Lumos 的内容，所以这次我就简短介绍一下。Lumos 是一个基于本地大型语言模型（LLM）开发的网页浏览辅助工具，呈现为 Chrome 浏览器插件形式。它可以抓取当前页面的内容，并把抓取的数据在一个在线内存 RAG 工作流中处理，一切都在一个请求上下文内完成。Lumos 建立在 LangChain 基础上，并由 Ollama 本地LLM驱动，开源且免费。
Lumos 擅长于大型语言模型（LLM）所擅长的任务，比如：
- 摘要新闻文章、论坛帖子与聊天历史
- 关于餐厅和产品评价的查询
- 提取来自密集技术文档的细节
Lumos 甚至帮我优化了学习西班牙语的过程。该应用的操作逻辑极其方便。随着我不断深入使用这个应用，我也渐渐发掘出用LLM在浏览器中的新奇用法。
重建计算功能 🧮
在处理文本任务时，LLM 既有创意又灵巧。但它们的设计原则不是基于确定性Andrej Karpathy 曾将大型语言模型形容为 "dream machines"。因此，像 456*4343 这样简单的运算，LLM无法通过预测模型给出正确的回答。对于一个包含众多数值和符号的复杂方程，即便是最高级的模型也可能力不从心。
456*4343 --- 56/(443-11+4) 等于多少？
LLMs 在处理特定任务时需要借助额外的工具，比如执行代码或解决数学问题等。Lumos 也是如此。我不记得为什么需要在浏览器里快速使用计算器了（或许是计算税收？），但我知道我不想拿出手机或另开一个标签页。我只是希望我的 LLM 能准确解答数学问题。
所以，我决定把一个计算器集成到 Lumos 里。
借助 Ollama 进行提示分类 🦙
我之前用 Ollama 做了提示分类的实验并发现这个技术相当有用。如果可靠的话，"分类提示"的输出可以强化条件判断语句和逻辑分支。
虽然 Lumos 并没有基于 LangChain Agent 实现，但我希望用户使用它的体验能和与 Agent 互动一样流畅。它应能够在不需明确的指示下独立执行各种工具。应用程序应当能自动识别何时需要使用计算器。利用 Ollama 来判断是否需要计算器工具的实施是轻而易举的。
参考以下代码示例：
typescript
const isArithmeticExpression = async (
baseURL: string,
model: string,
prompt: string,
): Promise<boolean> => {
// 检查开头的触发指令
if (prompt.trim().toLowerCase().startsWith("calculate:")) {
return new Promise((resolve) => resolve(true));
}
// 否则，尝试分类当前提示
const ollama = new Ollama({ baseUrl: baseURL, model: model, temperature: 0, stop: [".", ","]});
const question = `以下提示是否代表含有数字和运算符的数学方程式？请用'是'或'否'来回答。\n\n提示: ${prompt}`;
return ollama.invoke(question).then((response) => {
console.log(`isArithmeticExpression 分类结果: ${response}`);
const answer = response.trim().split(" ")[0].toLowerCase();
return answer.includes("yes");
});
};只需询问大型语言模型，该提示是否为一个含有数字和运算符的数学方程，并检查返回的内容是否含有"是"或"否"。过程非常直接。这种实现即使在没有 JSON 模式和函数调用时也相当可靠。与让模型分类多个可能无关的类别相比，直接要求 LLM 对话给出二进制反应相比，更简单直接。我们在测试中的 Llama2 和 Mistral 都表现出色。将模型温度设为0，并配置结束序列如 [".", ","]，能进一步提高响应速度和可靠度。相较于用户平时遇到的几秒钟的响应时间，这种分类所增加的延迟可以忽略不计。当然，对于某些应用来说，这点额外的等待时间或许还不够。
我们还要特别强调，利用本地 LLMs，这个操作基本上是零成本的。Ollama 在这种情况下的实用性得到了充分的体现。为了让用户能最大程度地控制，我们还设有触发器选项，用户可通过在提示中加上特定的前缀来确保触发相应工具的执行。这与 ChatGPT 通过 @ 符号调用特定 GPT 功能相似。
456 x 4343 = 1980408 🔢
Lumos 的计算器 设计得非常直观。它是以 LangChain 工具（Tool）的形式构建的，这样未来可以方便地将应用整合进更强大的 Agent 系统中。对于自定义工具，虽然 LangChain 推荐开发DynamicTool 或 DynamicStructuredTool，直接继承 Tool 基类同样简洁易行。
参见以下代码：
ini
import { Tool } from "@langchain/core/tools";
export class Calculator extends Tool {
name = "calculator";
description = "用于评估算术表达式的工具";
constructor() {
super();
}
protected _call = (expression: string): Promise<string> => {
const tokens = this._extractTokens(expression);
let answer;
try {
answer = this._evaluateExpression(tokens);
} catch (error) {
if (error instanceof Error) {
answer = `错误：${error.message}`;
} else {
answer = "错误：无法执行计算器工具。";
}
}
return Promise.resolve(answer.toString());
};
_extractTokens = (expression: string): string[] => { ... };
_evaluateExpression = (tokens: string[]): number => { ... };
}当 Lumos 接收到一个类似数学方程的提示，不管它的复杂程度如何，它都能自动判定调用计算器。
扩展分类技巧处理复杂条件 🌲
这种为多种模式功能而复现的分类技术，比如Lumos 的多模式能力，就能够在用户需要时从网页上下载图像。反之，如果不需要，则出于效率考虑，跳过下载过程。我决定用一个可配置的函数来普适化这种方法。
参见以下代码：
typescript
const classifyPrompt = async (
baseURL: string,
model: string,
type: string,
originalPrompt: string,
classificationPrompt: string,
prefixTrigger?: string,
): Promise<boolean> => {
// 检查开头的触发指令
if (prefixTrigger) {
if (originalPrompt.trim().toLowerCase().startsWith(prefixTrigger)) {
return new Promise((resolve) => resolve(true));
}
}
// 否则，尝试分类当前提示
const ollama = new Ollama({
baseUrl: baseURL,
model: model,
temperature: 0,
stop: [".", ","],
});
const finalPrompt = `${classificationPrompt} 请用'是'或'否'来回答。\n\n提示: ${originalPrompt}`;
return ollama.invoke(finalPrompt).then((response) => {
console.log(`${type} 分类结果: ${response}`);
const answer = response.trim().split(" ")[0].toLowerCase();
return answer.includes("yes");
});
};现在 classifyPrompt() 能够接收一个"分类提示"以及一个触发器参数。这个函数可以在整个应用程序代码中被复用。
ini
import { getLumosOptions, isMultimodal } from "../pages/Options";
const CLS_IMG_TYPE = "是图片提示";
const CLS_IMG_PROMPT = "以下提示是否涉及图像，或是询问描述图像？";
const CLS_IMG_TRIGGER = "基于图片";
const options = await getLumosOptions();
if (
isMultimodal(options.ollamaModel) &&
(await classifyPrompt(
options.ollamaHost,
options.ollamaModel,
CLS_IMG_TYPE,
prompt,
CLS_IMG_PROMPT,
CLS_IMG_TRIGGER,
))
) {
// 下载图像
...
}把分类结果纳入条件判断语句是个自然、简单并且有效的做法。采用这种方法，软件开发者能够完全掌握应用程序的运作流程。到一定程度上，依赖于 LLM 的编程逻辑现在变得可测试了。
Lumos 在决定是否下载图像的时候，不仅考虑了分类结果，还把用户的一些配置选项考虑在内。更复杂的是，结合复杂应用状态（比如用户配置、访问控制、缓存状态等）和分类结果进行一致决策对于 LLM 来说，在大规模应用上会更有挑战。
这种方法可能被用于同时对多个 LLM 功能进行 A/B 测试。对于某些敏感领域，比如需要特定授权执行工具的情况或对 RAG 功能需要特定数据权限访问，这种设计方式看起来非常合适。我们不会让任何重要决策留给偶然。
Lumos 未来将如何发展？🔮
从短期来看，我将继续探索将更多工具集成进 Lumos。我将考虑迁移至 Agent 架构，并着手解决本地 LLM 应用运行时的效率和速度挑战。
长远来讲，还有更大的机遇值得我们考量。Chrome 插件固然强大，但其能力终究有限。当我们在思索将 LLM 运用到浏览器中的新场景时候，或许有必要完全打造一个全新的浏览器。目前而言，这些尚只是构想。暂且让我们享受在这个创新激动人心的时代开发 LLM 应用的过山车旅程，有了 LangChain 和 Ollama，这趟旅程会更加顺畅。😎