生成式AI应用工程师通常具备两个主要条件:(i) 能够利用新的AI构建模块快速开发强大的应用;(ii) 能够借助AI辅助快速完成工程开发,用远少于以往的时间搭建软件系统
大型语言模型(LLM)的构建模块
丰富的构建模块可以显著提升大型语言模型(LLM)应用的能力与价值空间。以下是当前最常用的LLM构建模块及其技术原理:
1. 提示工程(Prompt Engineering)
作用原理 :通过精心设计输入提示(prompt)来引导LLM生成更符合预期的输出,无需修改模型参数即可显著提升模型表现
典型应用 :
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零样本/少样本学习(Zero/Few-shot Learning)
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思维链提示(Chain-of-Thought)
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模板化指令设计
优势 :零成本、即时生效、可解释性强
挑战 :需要领域知识,提示质量对结果影响大
最新发展 : -
自动提示优化技术(AutoPrompt)
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多模态提示设计
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对抗性提示防御机制
2. Agent框架
作用原理 :将LLM作为"大脑"协调多个工具和模块,通过思考-行动-观察(ReAct)循环完成任务
关键组件 :
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工具调用API(如OpenAI Function Calling)
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工作记忆机制
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任务分解与规划能力
应用场景 :自动化工作流、复杂问题求解
代表框架 : -
AutoGPT(开源自主Agent)
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LangChain(模块化编排框架)
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Microsoft AutoGen(多Agent协作系统)
行业应用 : -
客服自动化
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数据分析流水线
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智能家居控制
3. 检索增强生成(RAG)
作用原理 :将外部知识检索与LLM生成结合,通过向量检索获取相关上下文增强生成质量
技术栈 :
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向量数据库:Pinecone、Milvus、Weaviate
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嵌入模型:OpenAI Embeddings、BGE、Jina Embeddings
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混合检索策略:关键词+语义+时间加权
部署模式 : -
本地化RAG管道
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云托管服务(如Azure AI Search)
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边缘设备轻量化方案
典型用例 : -
行业知识问答系统
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实时数据报告生成
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个性化推荐引擎
4. 模型微调(Fine-tuning)
作用原理 :在预训练模型基础上使用领域数据继续训练,使模型适应特定任务
进阶方案 :
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参数高效微调:LoRA、Prefix-Tuning、P-Tuning v2
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持续学习:Domain-Adaptive Pretraining
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联邦微调:保护数据隐私
工具生态 : -
Hugging Face Transformers
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NVIDIA NeMo
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BigDL LLM Finetune
成功案例 : -
法律文书生成
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医疗诊断辅助
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方言语音识别
5. 图数据库与LLM结合
作用原理 :利用图数据库存储结构化知识,增强LLM的语义理解和推理能力
技术架构 :
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存储层:Neo4j、ArangoDB、NebulaGraph
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处理层:GNN嵌入、图注意力网络
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应用层:知识图谱QA、欺诈检测
创新应用 : -
企业关系图谱分析
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药物发现辅助
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智能推荐系统
6. Agent浏览器/计算机交互
作用原理 :LLM驱动Agent模拟人类操作浏览器/系统,通过UI理解与动作执行完成任务
核心技术 :
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多模态理解:GPT-4V、LLaVA
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动作编排:Playwright、Selenium集成
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验证机制:截图比对、OCR校验
企业应用 : -
电商价格监控
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政务流程自动化
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SaaS软件测试
7. 模型上下文协议(MCP)
作用原理 :标准化LLM与外部数据源的连接协议,实现安全、即插即用的外部数据/工具集成
协议特性 :
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双向认证机制
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数据流控制
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计费计量标准化
典型实现 : -
地图服务MCP:动态路线规划
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天气MCP:实时气象预警
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支付MCP:交易验证
8. 推理能力(Reasoning)
作用原理 :结合符号逻辑与神经网络,实现可解释、可验证的复杂推理过程
前沿进展 :
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神经符号系统:DeepSeek-R1
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数学推理:DeepMind AlphaGeometry
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程序合成:MIT LMQL
产业突破 : -
金融风险建模
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工业故障诊断
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科学假设生成
技术选型
需求维度 | 技术组合 | 典型架构 |
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成本敏感型 | 提示工程 + 轻量RAG | ChatGPT + ChromaDB |
高精度要求 | 微调模型 + 知识图谱 | LLaMA-2 + Neo4j |
实时处理 | Agent框架 + MCP | AutoGen + 天气API |
复杂决策 | 推理引擎 + 符号逻辑 | LeanDojo + Z3求解器 |