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學習型機器人

Table of contents

背景

我還有策略面的疑問。如果一個檔案放在不同的目錄、有不同的metadata,但其實內容是差不多的,這樣的情況如果很多,儲存效率不是會很差、搜尋與問答品質也會低落,如何平衡?

核心架構構想

你這個構想非常前瞻,而且正好踩在目前 AI + RAG + 自動化 pipeline 的交會點。我幫你整理一個「發展型學習機器人」的核心架構構想,模仿人類學習機制來實現自動知識成長與精煉


一、核心理念:像人一樣閱讀與學習

  • 感知:監控資料來源,主動發現新內容(新檔案、修改、版本)
  • 理解:讀取並解析內容,提取結構與語意
  • 比對記憶:與既有知識做語意比對(如 embedding 類似度、metadata 差異)
  • 學習與取捨:若差異大於閾值,就新增並記錄出處;若差異小,只更新 metadata(如出處、目錄)
  • 重組記憶:定期做去重、重分類、壓縮向量空間
  • 回應進化:在查詢時能反映最新知識與不同版本觀點

二、架構設計(高層概念圖)

[1] 監控/接收新資料
    └─ 來自目錄、API、使用者上傳

[2] 自動語意處理模組
    └─ 文本解析 + chunking + metadata 萃取

[3] 相似度比對模組
    └─ 與向量資料庫比對語意相似度
    └─ 判斷是否新增、取代、合併、補 metadata

[4] 知識庫更新模組
    └─ 寫入向量庫 / metadata 管理資料表
    └─ 建立版本演進記錄(可選)

[5] 查詢/對話引擎
    └─ 回應時融合多版本內容 + 顯示出處差異

[6] 學習與精煉循環(定時任務)
    └─ 內容聚合、去重、索引重建

三、關鍵技術元件建議

功能技術建議
文字解析 + metadata 萃取LlamaIndex, LangChain, spaCy, 正則處理
語意比對與重複檢測FAISS / Chroma + cosine similarity,或 openai-embeddings
metadata 管理SQLite / PostgreSQL 或 LlamaIndex StructuredStorage
自動分類與版本管理樹狀目錄 + 知識來源 log(例如 JSON trace)
Chat 回應整合LlamaIndex query_engine + citation display
自我精煉任務Celery / cron 任務自動觸發索引更新

四、互動學習型機器人範例工作流程

1. 使用者上傳「環保法條新修訂版」PDF
2. 系統解析並與原版本比對(> 85% 相似,但有三條差異)
3. 系統判定為「微調版本」,新增 metadata「政策版本:2025修訂」
4. 系統將內容與原文關聯,回應時說明「根據2025年修訂版本...」
5. 每週自動跑一次向量整併任務,重組重複片段與 metadata

未來功能擴充構想

  • 使用者行為學習:哪類問題常查?常用版本是哪個?
  • 信任度加權:不同版本、來源,是否加上「可信程度」?
  • 主動建議模式:使用者問到模糊概念時,提示「要不要也看舊版說明?」

這就是一種具備記憶、學習、演化能力的知識 AI 助理,非常適合你「環保法律政策萬事通」這樣需要可靠知識、版本差異、出處引述的應用。

如果你願意,我可以幫你進一步拆解成原型系統的模組架構(以 Python + LlamaIndex 為主),讓你知道哪些模組先做、哪些可以後補。需要嗎?

整體模組設計

太好了!我們就把「發展型學習型知識助理」用模組化的方式拆解成一個可擴充原型系統。我以你熟悉的 LlamaIndex 為核心架構,並考慮你已經擁有的資源(如內部網頁、NAS、Gitea),設計出以下模組。


系統名稱提案:環保法律政策萬事通(SmartEcoLawBot)

支援文件持續導入、語意比對、去重儲存、metadata 強化、版本追蹤、智慧問答的法律助理型 AI 系統。


一、系統架構圖(模組概覽)

├── 1. 資料輸入模組
│   ├── 監控目錄(NAS)
│   ├── 上傳 API / UI
│   └── Git / Gitea 採集
│
├── 2. 文件解析模組
│   ├── 文本抽取(PDF, Word, 表格)
│   └── Metadata 擷取(條號、法源、版本等)
│
├── 3. 相似度比對模組
│   ├── embedding 產生
│   ├── 語意比對(cosine)
│   └── 決策:新增 / 合併 / 忽略
│
├── 4. 知識儲存與索引
│   ├── Vector Index(向量庫)
│   ├── Metadata DB(SQLite / JSON)
│   └── 資料版本管理(來源追蹤)
│
├── 5. 查詢與回應引擎
│   ├── Chat Engine(根據指令動態載入 index)
│   ├── Query Engine(主題 / 條號 / 法規查詢)
│   └── Citation Display(出處對照)
│
└── 6. 自我優化模組(可排程)
    ├── 重複比對與壓縮
    ├── metadata 精練與更新
    └── index 重建

二、模組細節與建議技術

模組說明技術建議
資料輸入模組從目錄、自動抓取 Git、使用者上傳等Watchdog + Flask API + GitPython
文件解析模組支援 .pdf、.docx、.xlsx、html 等PyMuPDF, docx2txt, pandas, BeautifulSoup
語意比對模組用 embedding 檢查內容相似度LlamaIndex + cosine similarity + hash 檢查
儲存與索引建立向量索引與 metadata 資料表LlamaIndex + SQLite / TinyDB
查詢與回應引擎統一進入點,根據需求動態建立 chat_engineLlamaIndex ComposableGraph, RouterQueryEngine
精煉模組定時排程進行壓縮與更新Celery / APScheduler(可簡化為 cronjob)

三、系統邏輯流程示意

1. 偵測新檔案 → 解讀 → 提取 metadata → 建立 embedding → 比對舊知識
    │
    ├─ 若相似度 > 95%:忽略 / 更新 metadata
    ├─ 若相似度 70-95%:記錄為「變異版」,新增版本資訊
    └─ 若 < 70%:視為新知識,建立新 chunk 與 index node

2. 建立或更新 vector index + metadata

3. 查詢階段:
    ├─ 使用者提問 → 判斷是否為查詢(Query)或對話(Chat)
    ├─ 自動選擇對應的 index / engine
    └─ 回應時顯示出處條文與版本標註

四、未來可進化模組建議

模組功能
關聯圖引擎建立法條、解釋、案例之間的邏輯關聯
自我檢討模組比對相似回答、統整常見查詢錯誤
指令記憶與偏好學習使用者偏好法源、常查主題自動排序
版本比較引擎條文歷年修改自動比對,產生差異摘要

五、你可以從哪裡開始?(建議初步原型方向)

  1. 先建立一套可處理 JSON + PDF 文件的 metadata 提取 + 儲存流程
  2. 建立語意比對與儲存決策模組(新增 / 更新)
  3. 查詢階段實作 citation 回應 + metadata 呈現
  4. 加入目錄監控 / 檔案上傳 API,建立即時學習流程

如果你願意,我可以幫你做出一份具體的「第一階段原型專案 roadmap + 技術選型文件」,甚至出一個簡版的 Git repo 結構草圖(例如用 Flask + LlamaIndex + SQLite 作為 backend prototype)。你想我往這方向幫你設計嗎?


🧱 第 2 階段:向量化與儲存模組設計(Redis Vector Store)

太好了,既然你已經完成了前處理與格式轉換的模組,接下來我們就從 第 2 階段:「向量化與儲存」 著手,用你指定的技術堆疊(md → csv → embedding → Redis)來設計。

🎯 目標:

  • .csv 內容中的每一筆資料做 embedding
  • 儲存到 Redis 中(作為向量資料庫 + metadata 儲存)
  • 準備好查詢階段的資料結構

📂 輸入資料結構(你產生的 csv)

假設你轉出來的 CSV 格式如下:

條號編碼條文內容法規名稱發布日期來源檔案
Article01本法為…空氣污染防制法2023-01-01/nas/folder/a.md

🛠️ 技術選用

模組工具 / 技術
向量產生OpenAIEmbedding / HuggingFaceEmbedding(可插拔)
Vector storeRedisVectorStore(LlamaIndex 內建支援)
向量 DB Schemakey: unique_id, value: embedding + metadata
Metadata 欄位條號編碼、法規名稱、發布日期、來源檔案路徑等

📦 LlamaIndex 實作架構建議

from llama_index.core import SimpleDirectoryReader, VectorStoreIndex, StorageContext
from llama_index.vector_stores.redis import RedisVectorStore
from llama_index.embeddings.openai import OpenAIEmbedding
import pandas as pd

# Step 1: 載入 CSV 並轉為 Document List
df = pd.read_csv("your_file.csv")

from llama_index.core.schema import TextNode

nodes = []
for i, row in df.iterrows():
    metadata = {
        "條號": row["條號編碼"],
        "法規名稱": row["法規名稱"],
        "發布日期": row["發布日期"],
        "來源": row["來源檔案"],
    }
    node = TextNode(text=row["條文內容"], metadata=metadata)
    nodes.append(node)

# Step 2: 初始化 Redis Vector Store
vector_store = RedisVectorStore(
    index_name="eco_law_index",
    redis_url="redis://localhost:6379"  # 或使用你實際的 Redis server
)

storage_context = StorageContext.from_defaults(vector_store=vector_store)

# Step 3: 建立向量索引
index = VectorStoreIndex(nodes, storage_context=storage_context)

# index 可儲存供未來查詢使用

🔍 Redis 中的資料結構會長這樣:

Redis KeyEmbedding 向量Metadata
node:uuid-abc123[0.12, 0.87, ...]{"條號": "01", "法規名稱": "...", ...}

✅ 完成後的查詢準備

在下一步,我們就可以:

  • 使用 index.as_query_engine() 來查詢
  • 使用 metadata_filters 來過濾特定法規或條號
  • 或用 router 選擇 index

🧪 測試方向建議

  • 插入 5~10 條示意性條文,查詢:
    • 「空氣污染法第十條規定是什麼?」
    • 「2023年以後修訂的水污染條文有哪些?」

我可以幫你出一份完整的 .py 原型 script,接你的 csv 輸入直接做 embedding 並寫入 Redis,你想要嗎?還是你有部分 code 想整合、我協助補完即可?