RasaGPT对话系统的工作原理

RasaGPT 结合了 Rasa 和 Langchain 这 2 个开源项目，当超出 Rasa 现有意图(out_of_scope)的时候，就会执行 ActionGPTFallback，本质上就是利用 Langchain 做了一个 RAG，调用 LLM API。RasaGPT 涉及的技术栈比较多而复杂，包括 Rasa、Langchain、LlamaIndex、Telegram、PostgresSQL、PGVector、Ngrok、FastAPI、Docker、docker-compose、Dozzle 等。尽管对项目做了简化[3]，删除了不容易实现的部分，但仍是一次失败的实践，各种原因没有完整运行起来。不过 RasaGPT 为结合 Rasa 和 Langchain 提供了一种思路，接下来重点是把 Rasa 和 Langchain-Chatchat 进行对接。

一.RasaGPT 及特点

RasaGPT 是一个建立在 Rasa 和 Langchain 之上的无头 LLM chatbot 平台（无头简单理解就是没有界面）。它是 Rasa 和 Telegram 的样板文件（Boilerplate）和参考实现，利用 LLM 库（如 Langchain）进行索引、检索和上下文注入。RasaGPT 可以直接投入使用，很多实施上的麻烦事都已经被解决了，这样就不必亲自处理，包括：

• 使用FastAPI创建自己的专有机器人端点，包括文档上传和"训练"管道的设置。
• 如何集成Langchain/LlamaIndex和Rasa。
• 与LLM库的库冲突以及传递metadata。
• 在MacOS上使用Docker支持运行Rasa。
• 通过ngrok进行与聊天机器人的反向代理。
• 使用自定义模式而非使用Langchain的高度倾向的PGVector类来实现pgvector。
• 添加多租户支持（Rasa原生并不支持此功能），在Rasa和后端/应用程序之间进行会话和metadata的传递。

Rasa 是一个开源 (Python) 机器学习框架，用于自动执行基于文本和语音的对话：NLU、对话管理、连接到 Slack、Facebook 等，创建聊天机器人和语音助手。LangChain 主要功能是围绕 LLM 快速构建应用程序和管道，通过与外部数据和知识源的结合，可以提高 LLM 的应用效率和范围。

1.完整应用程序和 API

• 使用Langchain，LLM在任意语料库上学习
• 通过FastAPI上传文档并进行训练
• 支持文档版本控制，上传时自动进行重新训练
• 通过FastAPI和SQLModel自定义自己的异步端点和数据库模型
• 机器人确定是否需要进行人工接管
• 机器人根据用户问题和自动响应自动生成标签
• 通过Swagger和Redoc提供完整的API文档
• 包含PGAdmin，以便浏览数据库
• 在启动时自动生成Ngrok端点，以便机器人始终可以通过https://t.me/yourbotname访问
• 通过pgvector和Postgres函数嵌入相似性搜索构建到Postgres中
• 包含虚拟数据供测试和实验
• 无限的用例，从帮助台、客户支持、测验、e-learning、角色扮演游戏等

2.Rasa 集成

• 构建在Rasa之上，这是开源聊天平台的黄金标准
• 支持MacOS M1/M2通过Docker（标准Rasa镜像不支持MacOS架构）
• 支持Telegram，轻松集成Slack、Whatsapp、Line、短信等
• 使用Huggingface的NLU模型（如BERT）或使用Keras、Tensorflow等库/框架，备用为OpenAI GPT，建立复杂的对话管道

3.灵活性

• 使用Langchain扩展主体、记忆等能力
• 模式支持多租户、会话、数据存储
• 自定义智能体个性
• 保存所有聊天历史并从所有交互中创建embeddings，以适应未来的检索策略
• 从知识库语料库和客户反馈中自动生成embeddings

二.RasaGPT 安装

1.软件要求

• Python 3.9
• Docker和Docker compose
• 开放AI（API密钥）
• Telegram（机器人凭证）
• Ngrok（身份验证令牌）
• Make（MacOS / Windows）
• SQL模型

2.Docker 安装过程步骤

• 检查以确保有.env可用的
• 数据库初始化为pgvector
• 数据库模型创建数据库模式
• 训练Rasa模型，使其准备好运行
• 使用Rasa设置ngrok，以便Telegram有一个返回API服务器的Webhook
• 设置Rasa操作服务器，以便Rasa可以与RasaGPT API对话
• 数据库通过seed.py方式填充虚拟数据

3.docker-compose.yml 快速启动

使用 docker-compose.yml 文件快速启动，如果使用的是 Linux 或 Windows，则需要将 docker-compose.yml 文件中的 Dockerfilekhalosa/rasa-aarch64:3.5.2 名称修改为 rasa/rasa:latest。

# 获取源码
git clone https://github.com/paulpierre/RasaGPT.git
cd RasaGPT

# 根据需要配置.env文件
cp .env-example .env

# 自动安装和运行RasaGPT
make install

说明：可以输入 make 查看更多选项列表，安装完成后再次执行命令 make run 运行。完整安装日志参考： https://app.warp.dev/block/vflua6Eue29EPk8EVvW8Kd

4.所有容器列表

chat_api
chat_ngrok
chat_rasa_core
chat_rasa_actions
chat_rasa_credentials
chat_db
chat_pgadmin
chat_dozzle

简化后的 RasaGPT 项目[3]包括：chat_rasa_core（模型）、chat_api（LLM 接口）、chat_db（数据库）、chat_rasa_actions（action 服务）、chat_rasa_credentials（凭证）。如下所示：

三.操作说明

1.对话操作

2.查看日志

可以通过访问 https://localhost:9999/查看所有日志，它将显示所有 Docker 容器的实时日志。如下所示：

3.API 文档

可以通过访问 https://localhost:8888/docs 查看 API 端点文档。在这个页面上，可以创建和更新实体，以及将文档上传到知识库。如下所示：

3.1.Organization（组织）

这可以被认为是 SaaS/多租户中的客户公司。默认情况下，已提供虚拟组织列表。如下所示：

[
  {
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    "display_name": "Pepe Corp.",
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  },
  {
    "id": 2,
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    "display_name": "Umbrella Corp",
    "namespace": "acme",
    "bot_url": null,
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  },
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    "display_name": "Cyberdine Systems",
    "namespace": "cyberdine",
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    "created_at": "2023-05-05T10:43:04.175424",
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  },
  {
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    "display_name": "Bluth Companies",
    "namespace": "bluth",
    "bot_url": null,
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  },
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    "display_name": "Evil Corp",
    "namespace": "evil",
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  }
]

3.2.Project（项目）

这可以被视为属于公司的产品。可以查看属于组织的项目列表。如下所示：

[
  {
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      {
        "id": 1,
        "uuid": "92604623-e37c-4935-bf08-0e9efa8b62f7",
        "display_name": "project-pepetamine.md",
        "node_count": 3
      }
    ],
    "document_count": 1,
    "uuid": "44a4b60b-9280-4b21-a676-00612be9aa87",
    "display_name": "Pepetamine",
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  },
  {
    "id": 2,
    "documents": [
      {
        "id": 2,
        "uuid": "b408595a-3426-4011-9b9b-8e260b244f74",
        "display_name": "project-frogonil.md",
        "node_count": 3
      }
    ],
    "document_count": 1,
    "uuid": "5ba6b812-de37-451d-83a3-8ccccadabd69",
    "display_name": "Frogonil",
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  },
  {
    "id": 3,
    "documents": [
      {
        "id": 3,
        "uuid": "b99d373a-3317-4699-a89e-90897ba00db6",
        "display_name": "project-kekzal.md",
        "node_count": 3
      }
    ],
    "document_count": 1,
    "uuid": "1be4360c-f06e-4494-bf20-e7c73a56f003",
    "display_name": "Kekzal",
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    "updated_at": "2023-05-05T10:42:49.092678"
  },
  {
    "id": 4,
    "documents": [
      {
        "id": 4,
        "uuid": "94da307b-5993-4ddd-a852-3d8c12f95f3f",
        "display_name": "project-memetrex.md",
        "node_count": 3
      }
    ],
    "document_count": 1,
    "uuid": "1fd7e772-365c-451b-a7eb-4d529b0927f0",
    "display_name": "Memetrex",
    "created_at": "2023-05-05T10:42:50.184817",
    "updated_at": "2023-05-05T10:42:50.184821"
  },
  {
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    "documents": [
      {
        "id": 5,
        "uuid": "6deff180-3e3e-4b09-ae5a-6502d031914a",
        "display_name": "project-pepetrak.md",
        "node_count": 4
      }
    ],
    "document_count": 1,
    "uuid": "a389eb58-b504-48b4-9bc3-d3c93d2fbeaa",
    "display_name": "PepeTrak",
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  },
  {
    "id": 6,
    "documents": [
      {
        "id": 6,
        "uuid": "2e3c2155-cafa-4c6b-b7cc-02bb5156715b",
        "display_name": "project-memegen.md",
        "node_count": 5
      }
    ],
    "document_count": 1,
    "uuid": "cec4154f-5d73-41a5-a764-eaf62fc3db2c",
    "display_name": "MemeGen",
    "created_at": "2023-05-05T10:42:52.562037",
    "updated_at": "2023-05-05T10:42:52.562040"
  },
  {
    "id": 7,
    "documents": [
      {
        "id": 7,
        "uuid": "baabcb6f-e14c-4d59-a019-ce29973b9f5c",
        "display_name": "project-neurokek.md",
        "node_count": 5
      }
    ],
    "document_count": 1,
    "uuid": "4a1a0542-e314-4ae7-9961-720c2d092f04",
    "display_name": "Neuro-kek",
    "created_at": "2023-05-05T10:42:53.689537",
    "updated_at": "2023-05-05T10:42:53.689539"
  },
  {
    "id": 8,
    "documents": [
      {
        "id": 8,
        "uuid": "5be007ec-5c89-4bc4-8bfd-448a3659c03c",
        "display_name": "org-about_the_company.md",
        "node_count": 5
      },
      {
        "id": 9,
        "uuid": "c2b3fb39-18c0-4f3e-9c21-749b86942cba",
        "display_name": "org-board_of_directors.md",
        "node_count": 3
      },
      {
        "id": 10,
        "uuid": "41aa81a9-13a9-4527-a439-c2ac0215593f",
        "display_name": "org-company_story.md",
        "node_count": 4
      },
      {
        "id": 11,
        "uuid": "91c59eb8-8c05-4f1f-b09d-fcd9b44b5a20",
        "display_name": "org-corporate_philosophy.md",
        "node_count": 4
      },
      {
        "id": 12,
        "uuid": "631fc3a9-7f5f-4415-8283-78ff582be483",
        "display_name": "org-customer_support.md",
        "node_count": 3
      },
      {
        "id": 13,
        "uuid": "d4c3d3db-6f24-433e-b2aa-52a70a0af976",
        "display_name": "org-earnings_fy2023.md",
        "node_count": 5
      },
      {
        "id": 14,
        "uuid": "08dd478b-414b-46c4-95c0-4d96e2089e90",
        "display_name": "org-management_team.md",
        "node_count": 3
      }
    ],
    "document_count": 7,
    "uuid": "1d2849b4-2715-4dcf-aa68-090a221942ba",
    "display_name": "Pepe Corp. (company)",
    "created_at": "2023-05-05T10:42:55.258902",
    "updated_at": "2023-05-05T10:42:55.258904"
  }
]

3.3.Document（文档）

这可以被视为与产品相关的工件，例如 FAQ 页面或财务报表收益 PDF。可以查看与组织项目相关的所有文档。如下所示：

{
  "id": 1,
  "uuid": "44a4b60b-9280-4b21-a676-00612be9aa87",
  "organization": {
    "id": 1,
    "uuid": "d2a642e6-c81a-4a43-83e2-22cee3562452",
    "display_name": "Pepe Corp.",
    "bot_url": null,
    "status": 2,
    "created_at": "2023-05-05T10:42:45.933976",
    "updated_at": "2023-05-05T10:42:45.933979",
    "namespace": "pepe"
  },
  "document_count": 1,
  "documents": [
    {
      "id": 1,
      "uuid": "92604623-e37c-4935-bf08-0e9efa8b62f7",
      "organization_id": 1,
      "project_id": 1,
      "display_name": "project-pepetamine.md",
      "url": "",
      "data": "# Pepetamine\n\nProduct Name: Pepetamine\n\nPurpose: Increases cognitive focus just like the Limitless movie\n\n**How to Use**\n\nPepetamine is available in the form of rare Pepe-coated tablets. The recommended dosage is one tablet per day, taken orally with a glass of water, preferably while browsing your favorite meme forum for maximum cognitive enhancement. For optimal results, take Pepetamine 30 minutes before engaging in mentally demanding tasks, such as decoding ancient Pepe hieroglyphics or creating your next viral meme masterpiece.\n\n**Side Effects**\n\nSome potential side effects of Pepetamine may include:\n\n1. Uncontrollable laughter and a sudden appreciation for dank memes\n2. An inexplicable desire to collect rare Pepes\n3. Enhanced meme creation skills, potentially leading to internet fame\n4. Temporary green skin pigmentation, resembling the legendary Pepe himself\n5. Spontaneously speaking in \"feels good man\" language\n\nWhile most side effects are generally harmless, consult your memologist if side effects persist or become bothersome.\n\n**Precautions**\n\nBefore taking Pepetamine, please consider the following precautions:\n\n1. Do not use Pepetamine if you have a known allergy to rare Pepes or dank memes.\n2. Pepetamine may not be suitable for individuals with a history of humor deficiency or meme intolerance.\n3. Exercise caution when driving or operating heavy machinery, as Pepetamine may cause sudden fits of laughter or intense meme ideation.\n\n**Interactions**\n\nPepetamine may interact with other substances, including:\n\n1. Normie supplements: Combining Pepetamine with normie supplements may result in meme conflicts and a decreased sense of humor.\n2. Caffeine: The combination of Pepetamine and caffeine may cause an overload of energy, resulting in hyperactive meme creation and potential internet overload.\n\nConsult your memologist if you are taking any other medications or substances to ensure compatibility with Pepetamine.\n\n**Overdose**\n\nIn case of an overdose, symptoms may include:\n\n1. Uncontrollable meme creation\n2. Delusions of grandeur as the ultimate meme lord\n3. Time warps into the world of Pepe\n\nIf you suspect an overdose, contact your local meme emergency service or visit the nearest meme treatment facility. Remember, the key to enjoying Pepetamine is to use it responsibly, and always keep in mind the wise words of our legendary Pepe: \"Feels good man.\"",
      "hash": "fdee6da2b5441080dd78e7850d3d2e1403bae71b9e0526b9dcae4c0782d95a78",
      "version": 1,
      "status": 2,
      "created_at": "2023-05-05T10:42:46.755428",
      "updated_at": "2023-05-05T10:42:46.755431"
    }
  ],
  "display_name": "Pepetamine",
  "created_at": "2023-05-05T10:42:46.060930",
  "updated_at": "2023-05-05T10:42:46.060934"
}

3.4.Node（节点）

尽管在 API 中没有公开，但节点是为其生成 embedding 的文档块。节点用于检索搜索以及上下文注入。节点属于文档。

3.5.User（用户）

用户代表与机器人交谈的人。用户不一定属于组织或产品，但这种关系在下面的 ChatSession 中被捕获。

3.6.ChatSession（会话 Session）

不通过 API 公开，但这表示用户和机器人之间的问答。这些对象中的每一个都可以由自动生成的 session_id 灵活识别。Chat Session 包含丰富的 metadata，可用于训练和优化。通过 /chat 端点的 ChatSession 实际上与组织相关联（出于多租户安全目的）。

4.对话例子

这个机器人只是一个概念验证，并且尚未进行检索方面的优化。目前，它使用 1000 个字符长度的分块进行索引，使用基本的欧几里得距离进行检索，质量时好时坏。可以在 RESULTS.MD 文件中查看机器人的示例命中和未命中。总体而言，估计通过进行索引优化和 LLM 配置更改，输出质量可以提高超过 70%。单击查看演示数据的 Q&A 结果在 RESULTS.MD 文件中。

四.RasaGPT 工作原理

1.Rasa

• Rasa 处理与通信 channel 的集成，在本例中为 Telegram。

  • 它专门处理用户反馈应该通过的目标网络钩子（target webhook）的提交。在本例子中，它是 FastAPI 服务器，通过 /webhooks/{channel}/webhook

• Rasa 有两个组件，核心Rasa app和单独运行的actions server。

• Rasa 必须通过一些 yaml 文件进行配置（已经完成）：

  • config.yml：包含 NLU 管道和策略配置。重要的是设置 FallbackClassifier 阈值
  • credentials.yml：包含 webhook 和 Telegram 凭据的路径。这将由辅助服务 rasa-credentials 通过app/rasa-credentials/main.py进行更新
  • domain.yml：这包含聊天入口点逻辑配置，如意图和针对意图采取的操作。在这里，添加 action_gpt_fallback 操作，它将触发actions server
  • endpoints.yml：这是为 Rasa 设置自定义操作端点以触发 fallback 的地方
  • nlu.yml：这是设置意图 out_of_scope 的地方
  • rules.yml：为这个意图设置了一个规则，它应该触发动作 action_gpt_fallback
  • actions.py：这是通过 ActionGPTFallback 定义和表达 action 的地方。方法名返回为上面意图定义的动作

• Rasa 的 NLU 模型必须经过训练，这可以通过 CLI 命令 rasa train 来完成。当运行 make install 时，这会自动完成。

• 训练后必须通过 rasa run 运行 Rasa Core。

• Rasa 的 action server 必须用 rasa run actions 单独运行。

2.Telegram

• Rasa 会自动使用 credentials.yml 中的回调 webhook 更新 Telegram Bot API。
• 默认情况下这是静态的。由于在本地运行，利用 Ngrok 生成一个公开访问的 URL，并反向隧道进入 Docker 容器。
• rasa-credentials 服务会处理这个过程。Ngrok 作为一个服务运行，一旦准备就绪，rasa-credentials 将调用本地的 Ngrok API 来检索隧道 URL，并更新 credentials.yml 文件，然后重新启动 Rasa。
• Telegram 将发送消息的 webhook 将是我们的 FastAPI 服务器。为什么不使用 Rasa？因为希望灵活地捕获 metadata，而 Rasa 使这变得复杂，集中到 API server 是理想的。
• FastAPI 服务器将消息转发到 Rasa webhook。
• Rasa 然后将根据用户意图确定要采取的操作。由于这个演示中的意图被弱化，它将进入到 actions.py 中运行的 fallback action。
• 自定义操作将捕获 metadata，并将来自 FastAPI 的响应转发给用户。

3.PGVector

PGVector 是 Postgres 的插件，可以自动安装，能够存储和计算向量数据类型。有自己的实现，因为 Langchain PGVector 类不灵活，无法适应模式，需要灵活性。

• 默认情况下，在 postgres 中，如果数据库尚未初始化，容器路径 /docker-entry-initdb.d 中的任何文件都运行。在postgres Dockerfile中，复制 create_db.sh 创建数据库和用户。
• 在Makefile中的 models 命令中，在 API 容器中运行 models.py，该容器从 models 中创建表。
• enable_vector 方法在数据库中启用 pgvector 扩展。

4.Langchain

• 训练数据被加载到数据库中
• 如果索引不存在，则对数据进行索引并存储在名为 index.json 的文件中
• LlamaIndex 使用基本 GPTSimpleVectorIndex 查找相关数据并将其注入 prompt。
• 通过 prompt 的保护栏用于保持对话的集中。

5.Bot flow

• 用户将在 Telegram 中聊天，消息将被过滤为现有意图

• 如果它检测到没有意图匹配，而是匹配 out_of_scope，它将根据 rule.yml 触发 action_gpt_fallback 操作

• ActionGPTFallback 函数然后将调用 FastAPI API Server

• 使用 LlamaIndex 的 API 会找到相关的索引内容，并将其注入到 prompt 中发送给 OpenAI 进行推理

• prompt 包含对话护栏，包括：

  • 请求数据 JSON 返回
  • 根据用户的问题创建分类标签
  • 如果对话应该升级到人工（如果没有上下文匹配），则返回布尔值

参考文献

[1] https://github.com/paulpierre/RasaGPT

[2] https://youtu.be/GAPnQ0qf1-E

[3] https://github.com/ai408/RasaGPT

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NLP工程化

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