LangGraphでAdaptive-RAGエージェントを構築！『チェンソーマン』について聞く

Ubuntuのコマンドラインで、Dockerfileを作成します。

mkdir adaptive_rag
cd adaptive_rag
nano Dockerfile

Dockerfileに以下の記述を貼り付けます。

# ベースイメージ(CUDA)の指定
FROM nvidia/cuda:12.1.0-cudnn8-devel-ubuntu22.04

# 必要なパッケージをインストール
RUN apt-get update && apt-get install -y python3-pip python3-venv git nano curl pciutils lshw python3-dev graphviz libgraphviz-dev pkg-config

RUN curl -fsSL https://ollama.com/install.sh | sh

# 作業ディレクトリを設定
WORKDIR /app

# アプリケーションコードをコピー
COPY . /app

# Python仮想環境の作成
RUN python3 -m venv /app/.venv

# 仮想環境をアクティベートするコマンドを.bashrcに追加
RUN echo "source /app/.venv/bin/activate" >> /root/.bashrc

# JupyterLabのインストール
RUN /app/.venv/bin/pip install Jupyter jupyterlab

# LangChain関連のインストール
RUN /app/.venv/bin/pip install ollama langchain-ollama langchain langsmith langgraph langchain-chroma faiss-gpu langchain-community langchain_huggingface langchain_core tiktoken pygraphviz

# コンテナの起動時にbashを実行
CMD ["/bin/bash"]

[Ctrl + S]キーで変更内容を保存し、[Ctrl + X]キーで編集モードから抜けます。

docker-compose.ymlでDockerコンテナの設定をします。

docker-compose.ymlのYAMLファイルを作成して開きます。

nano docker-compose.yml

以下のコードをコピーして、YAMLファイルに貼り付けます。

services:
  adaptive_rag:
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile
    image: adaptive_rag
    runtime: nvidia
    container_name: adaptive_rag
    ports:
      - "8888:8888"
    volumes:
      - .:/app/adaptive_rag
    deploy:
      resources:
        reservations:
          devices:
            - driver: nvidia
              count: 1
              capabilities: [gpu]
    command: >
      bash -c '/usr/local/bin/ollama serve & /app/.venv/bin/jupyter lab --ip="*" --port=8888 --NotebookApp.token="" --NotebookApp.password="" --no-browser --allow-root'

[Ctrl + S]キーで変更内容を保存し、[Ctrl + X]キーで編集モードから抜けます。

Dockerfileからビルドしてコンテナを起動します。   

docker compose up

Dockerの起動後にブラウザの検索窓に”localhost:8888″を入力すると、Jupyter Labをブラウザで表示できます。

localhost:8888

LangChainとTavilyのAPIに関する環境変数を設定します。

import os
from uuid import uuid4

unique_id = uuid4().hex[0:8]

os.environ["LANGCHAIN_TRACING_V2"] = "true"
os.environ["LANGCHAIN_PROJECT"] = f"adaptive_rag - {unique_id}"
os.environ["LANGCHAIN_ENDPOINT"] = "https://api.smith.langchain.com"
os.environ["LANGCHAIN_API_KEY"] = "***************"
os.environ["TAVILY_API_KEY"] = "***************"

日本語LLMモデル「Llama-3-ELYZA-JP-8B-q4_k_m.gguf」をダウンロードします。

!curl -L -o Llama-3-ELYZA-JP-8B-q4_k_m.gguf "https://huggingface.co/elyza/Llama-3-ELYZA-JP-8B-GGUF/resolve/main/Llama-3-ELYZA-JP-8B-q4_k_m.gguf?download=true"

Llama-3-ELYZA-JPについては、別記事で詳しく解説しています。

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LLMの実行にはOllamaを使用します。

LLMのモデルがOllama使えるようにプロンプトテンプレートを指定して、モデルを作成します。

import ollama
from langchain_ollama.chat_models import ChatOllama

modelfile='''
FROM ./Llama-3-ELYZA-JP-8B-q4_k_m.gguf
TEMPLATE """{{ if .System }}<|start_header_id|>system<|end_header_id|>

{{ .System }}<|eot_id|>{{ end }}{{ if .Prompt }}<|start_header_id|>user<|end_header_id|>

{{ .Prompt }}<|eot_id|>{{ end }}<|start_header_id|>assistant<|end_header_id|>

{{ .Response }}<|eot_id|>"""
PARAMETER stop "<|start_header_id|>"
PARAMETER stop "<|end_header_id|>"
PARAMETER stop "<|eot_id|>"
PARAMETER stop "<|reserved_special_token"
'''

ollama.create(model='elyza8b', modelfile=modelfile)
llm = ChatOllama(model="elyza8b", temperature=0)
llm.invoke(("human","チェンソーマンを知っていますか？")).content

確認のため、LLMからテキストを生成しています。

'チェンソーマンは、藤本タツキによる日本の漫画作品です。2020年から「週刊少年ジャンプ」で連載が開始されました。\n\n物語は、デンジという少年が主人公で、デンジは貧乏生活を送る中で、チェンソー頭の悪魔・パワーと出会い、契約を交わして悪魔を倒す仕事「デビルハンター」を始めることになります。\n\nチェンソーマンは、ダークファンタジー要素が強く、残酷な描写やグロテスクな表現も含まれていますが、同時に、人間の心理や社会問題を深く掘り下げたストーリー展開や、キャラクターの複雑な背景設定などが評価されています。\n\n2022年にはTVアニメ化もされました。'

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ベクトルストアに格納するデータをWikipediaから取得します。

Wikipediaは、『チェンソーマン』のページを指定しています。

from langchain_community.document_loaders import WebBaseLoader
from langchain.text_splitter import CharacterTextSplitter

urls = [
    "https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%81%E3%82%A7%E3%83%B3%E3%82%BD%E3%83%BC%E3%83%9E%E3%83%B3",
]

docs = [WebBaseLoader(url).load() for url in urls]
docs_list = [item for sublist in docs for item in sublist]

text_splitter = CharacterTextSplitter.from_tiktoken_encoder(
    separator = "\n",
    chunk_size= 1000,
    chunk_overlap=100,
)

doc_splits = text_splitter.split_documents(docs_list)
doc_splits[4]

確認のため、分割したチャンクを1つ表示しています。

Document(metadata={'source': 'https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%81%E3%82%A7%E3%83%B3%E3%82%BD%E3%83%BC%E3%83%9E%E3%83%B3', 'title': 'チェンソーマン - Wikipedia', 'language': 'ja'}, page_content='ある日、デンジは仕事を斡旋していたヤクザに騙され、「ゾンビの悪魔」によって殺害されてしまうが、ポチタが心臓となったことで復活。「チェンソーの悪魔」の力を手に入れたデンジはゾンビの集団を一掃し、現場に駆け付けた公安のデビルハンターであるマキマに導かれ、その身を管理されることになる。\n東京の公安本部へ移ったデンジは、マキマの命令を受けて先輩の早川アキ、デンジのバディとして選出された「血の魔人」パワーと同居する。公安ではかつて5分で120万弱の人を殺した「銃の悪魔」の討伐を掲げており、デンジは仲間たちとともに様々な敵と戦いを繰り広げる。やがてデンジは悪魔でありながら人々のために戦う姿が話題を呼び、次第にヒーローとして扱われてゆくことになる。\n第2部「学園編」\n悪魔でありながらデビルハンターとして活躍する謎のヒーロー「チェンソーマン」が世間を賑わせている時代。第四東高等学校に通う少女三鷹アサは、両親を悪魔に殺された過去を持ち、人々から英雄視されているチェンソーマンを嫌っていた。\n周囲に馴染めず孤立した日々を送っていたアサは、ある日悪魔と契約したクラスメイトによって殺されてしまうが「戦争の悪魔」ことヨルと一心同体になったことで蘇る。「チェンソーマンを倒すことができれば肉体を返してやっても良い」とヨルに告げられたアサは、それ以来自身の身体を悪魔と共有する奇妙な共同生活を送ることになる。一方、チェンソーマンの正体であるデンジは「自分がチェンソーマンであることを周囲に打ち明けたい」という想いを胸に秘めながら、偶然アサと同じ高校で学校生活を送っていた。')

Wikipediaのデータをもとにベクトル検索が可能なRetrieverを構築します。

from langchain.vectorstores import FAISS
from langchain_huggingface import HuggingFaceEmbeddings

embedding = HuggingFaceEmbeddings(model_name="intfloat/multilingual-e5-large")
vectorstore = FAISS.from_documents(doc_splits, embedding)
retriever = vectorstore.as_retriever()
question = "デンジとは"
retriever.invoke(question)

Retriverから取得したデータを確認しています。

[Document(metadata={'source': 'https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%81%E3%82%A7%E3%83%B3%E3%82%BD%E3%83%BC%E3%83%9E%E3%83%B3', 'title': 'チェンソーマン - Wikipedia', 'language': 'ja'}, page_content='登場人物[編集]\n声はテレビアニメ版の声優。演は舞台版での俳優。\n主要人物[編集]\n公安編[編集]\nデンジ\n声 - 戸谷菊之介[11][12]（幼少期 - 井上麻里奈[13]）\n演 - 土屋直武[14]（幼少期 - 岩田陽葵[15]）\n本作の主人公。自称16歳[8]。「チェンソーの悪魔」であるポチタとともに非正規のデビルハンターとして働く少年[12]。死別した父親が遺した借金の返済に追われる日々を送っていたが、あるとき「ゾンビの悪魔」と契約したヤクザたちに殺害された際に、ポチタが心臓となり身体を再生させたことでチェンソーの悪魔へと変身する能力を手に入れた。その力でゾンビの悪魔とヤクザたちを皆殺しにした後、マキマに拾われて公安所属のデビルハンターとなる。\n大胆不敵な自信家で、素直かつ単純な性格。物事を深く考えることが嫌いで自分の欲望に忠実だが、それらは過酷な幼少期を過ごした経験と「普通に生きて普通に死ぬ」という人並みの生活と幸福への憧れによるものである[8]。幼少期からデビルハンター以外の生き方を知らずに過ごしてきたため、協調性や一般常識に欠けるが、次第に他者への思いやりや自分の生き方について考えるなど成長を見せるようになる。'),
以下省略

ユーザーの質問を解析して、適切なデータソース（「ベクトルストア」または「ウェブ検索」）をルーティングするためのChainを構築しています。

# router_chain
from langchain_core.output_parsers import JsonOutputParser
from langchain_core.prompts import PromptTemplate

prompt = PromptTemplate(
    template="""<|begin_of_text|><|start_header_id|>system<|end_header_id|>
    あなたは、ユーザーの質問をベクトルストアまたはウェブ検索にルーティングする専門家です。
    チェンソーマンに関する質問についてはベクトルストアを使用してください。
    これらのトピックに関連する質問のキーワードに厳密である必要はありません。それ以外の場合はウェブ検索を使用してください。
    質問に基づいてバイナリーチョイス「web_search」または「vectorstore」を返してください。
    前置きや説明なしで、単一のキー「datasource」を持つJSONとして返してください。
    ルーティングする質問: {question}
    <|eot_id|><|start_header_id|>assistant<|end_header_id|>""",
    input_variables=["question"],
)

llm = ChatOllama(model="elyza8b",format="json",temperature=0)
router_chain = prompt | llm | JsonOutputParser()
question = "デンジとは？"
docs = retriever.get_relevant_documents(question)
doc_txt = docs[0].page_content
print(router_chain.invoke({"question": question}))
print("\n質問：\n" + question)
print("\nベクトルストアから取得した情報：\n" + doc_txt)

ユーザーの質問とベクトルストアから取得した情報

{'datasource': 'vectorstore'}

質問：
デンジとは？

ベクトルストアから取得した情報：
登場人物[編集]
声はテレビアニメ版の声優。演は舞台版での俳優。
主要人物[編集]
公安編[編集]
デンジ
声 - 戸谷菊之介[11][12]（幼少期 - 井上麻里奈[13]）
演 - 土屋直武[14]（幼少期 - 岩田陽葵[15]）
本作の主人公。自称16歳[8]。「チェンソーの悪魔」であるポチタとともに非正規のデビルハンターとして働く少年[12]。死別した父親が遺した借金の返済に追われる日々を送っていたが、あるとき「ゾンビの悪魔」と契約したヤクザたちに殺害された際に、ポチタが心臓となり身体を再生させたことでチェンソーの悪魔へと変身する能力を手に入れた。その力でゾンビの悪魔とヤクザたちを皆殺しにした後、マキマに拾われて公安所属のデビルハンターとなる。
大胆不敵な自信家で、素直かつ単純な性格。物事を深く考えることが嫌いで自分の欲望に忠実だが、それらは過酷な幼少期を過ごした経験と「普通に生きて普通に死ぬ」という人並みの生活と幸福への憧れによるものである[8]。幼少期からデビルハンター以外の生き方を知らずに過ごしてきたため、協調性や一般常識に欠けるが、次第に他者への思いやりや自分の生き方について考えるなど成長を見せるようになる。

ベクトルストアにルーティングする場合、{'datasource': 'vectorstore'}の出力がされます。

ユーザーの質問と取得したドキュメントが関連しているかを評価するChainを構築しています。

評価はバイナリースコア（yes または no）で表され、その結果はJSON形式で返されます。

# retrieval_chain
prompt = PromptTemplate(
    template="""<|begin_of_text|><|start_header_id|>system<|end_header_id|> 
    あなたは、「ユーザーの質問」と「取得したドキュメント」の関連性を評価する採点者です。
    もしユーザーの質問のキーワードが、ドキュメント含まれる場合は、「関連性がある」と評価してください。
    厳密な評価は不要です。
    ドキュメントが質問に関連しているかどうかを示すために、バイナリースコア「yes」または「no」を付けてください。
    バイナリースコアは、前置きや説明なしで、単一のキー「score」を持つJSONとして提供してください。
     <|eot_id|><|start_header_id|>user<|end_header_id|>
    取得したドキュメント: \n\n {documents} \n\n
    ユーザーの質問: {question} \n <|eot_id|><|start_header_id|>assistant<|end_header_id|>
    """,
    input_variables=["question", "documents"],
)

llm = ChatOllama(model="elyza8b",format="json",temperature=0)
retrieval_chain = prompt | llm | JsonOutputParser()
question = "デンジとは？"
docs = retriever.invoke(question)
doc_txt = docs[0].page_content
print(retrieval_chain.invoke({"question": question, "documents": doc_txt}))
print("\nユーザーの質問：\n" + question)
print("\n取得したドキュメント：\n" + docs[0].page_content)

出力結果の確認

{'score': 'yes'}

ユーザーの質問：
デンジとは？

取得したドキュメント：
登場人物[編集]
声はテレビアニメ版の声優。演は舞台版での俳優。
主要人物[編集]
公安編[編集]
デンジ
声 - 戸谷菊之介[11][12]（幼少期 - 井上麻里奈[13]）
演 - 土屋直武[14]（幼少期 - 岩田陽葵[15]）
本作の主人公。自称16歳[8]。「チェンソーの悪魔」であるポチタとともに非正規のデビルハンターとして働く少年[12]。死別した父親が遺した借金の返済に追われる日々を送っていたが、あるとき「ゾンビの悪魔」と契約したヤクザたちに殺害された際に、ポチタが心臓となり身体を再生させたことでチェンソーの悪魔へと変身する能力を手に入れた。その力でゾンビの悪魔とヤクザたちを皆殺しにした後、マキマに拾われて公安所属のデビルハンターとなる。
大胆不敵な自信家で、素直かつ単純な性格。物事を深く考えることが嫌いで自分の欲望に忠実だが、それらは過酷な幼少期を過ごした経験と「普通に生きて普通に死ぬ」という人並みの生活と幸福への憧れによるものである[8]。幼少期からデビルハンター以外の生き方を知らずに過ごしてきたため、協調性や一般常識に欠けるが、次第に他者への思いやりや自分の生き方について考えるなど成長を見せるようになる。

質問とドキュメントが関連する場合、{'score': 'yes'}とJSON形式で出力されます。

回答を生成するChainを構築します。

# generate_chain
from langchain_core.output_parsers import StrOutputParser

prompt = PromptTemplate(
    template="""<|begin_of_text|><|start_header_id|>system<|end_header_id|> 
    あなたは質問応答のためのアシスタントです。
    以下の取得したコンテキストを使って質問に答えてください。
    答えがわからない場合は、正直に「わかりません」と言ってください。
    回答は最大で3文にまとめ、簡潔にしてください。
    <|eot_id|><|start_header_id|>user<|end_header_id|>
    質問: {question} 
    コンテキスト: {context} 
    回答: <|eot_id|><|start_header_id|>assistant<|end_header_id|>""",
    input_variables=["question", "context"],
)

def format_docs(docs):
    return "\n\n".join(doc.page_content for doc in docs)

llm = ChatOllama(model="elyza8b",temperature=0)
generate_chain = prompt | llm | StrOutputParser()

question = "デンジとは？"
docs = retriever.invoke(question)
generation = generate_chain.invoke({"context": docs, "question": question})
print("\nユーザーの質問：\n" + question)
print("\n生成した回答：\n" + generation)

出力結果の確認

ユーザーの質問：
デンジとは？

生成した回答：
この文章は、漫画『チェンソーマン』のあらすじと設定を説明したものです。

内容は以下の通りです。

デンジは臓器提供者となったことで復活し、「チェンソーの悪魔」の力を手に入れました。公安に管理され、デビルハンターとして活動することになります。デンジは「銃の悪魔」討伐を目指す中で、人々から英雄視されるようになります。

一方、三鷹アサは両親を悪魔に殺された過去を持つ少女でしたが、「戦争の悪魔」ヨルと契約し、蘇りました。アサはチェンソーマンの正体であるデンジと同じ高校に通うことになります。

また、文章中には「チェンソーマン」の真の姿や能力についても触れられています。チェンソーマンはポチタの真の姿で、デンジが自我を失った際に変身する強大な存在です。悪魔を殺し回るだけでなく、食べた悪魔の名前を持つ存在をこの世から消し去ってしまう能力も持っています。

生成された回答が事実に基づいているかどうかを判定するChainを構築しています

# hallucination_chain
prompt = PromptTemplate(
template=""" <|begin_of_text|><|start_header_id|>system<|end_header_id|> 
    あなたは、ある回答が事実に基づいているか、または事実によって裏付けられているかを評価する採点者です
    <|eot_id|><|start_header_id|>user<|end_header_id|>
    以下は事実です:
    \n ------- \n
    {documents} 
    \n ------- \n
    以下は回答です: {generation}
    回答が事実に基づいているか、または裏付けられているかを示すために、
    バイナリスコアを「score」というキーを持つJSON形式で、「yes」または「no」で評価してください。
    <|eot_id|><|start_header_id|>assistant<|end_header_id|>""",
    input_variables=["generation", "documents"],
)

llm = ChatOllama(model="elyza8b",format="json",temperature=0)
hallucination_chain = prompt | llm | JsonOutputParser()
print(hallucination_chain.invoke({"documents": docs, "generation": generation}))
print("\n回答：\n" + generation)
print("\n事実：\n" + docs[0].page_content)

出力結果の確認

{'score': 'yes'}

回答：
この文章は、漫画『チェンソーマン』のあらすじと設定を説明したものです。

内容は以下の通りです。

デンジは臓器提供者となったことで復活し、「チェンソーの悪魔」の力を手に入れました。公安に管理され、デビルハンターとして活動することになります。デンジは「銃の悪魔」討伐を目指す中で、人々から英雄視されるようになります。

一方、三鷹アサは両親を悪魔に殺された過去を持つ少女です。彼女は「戦争の悪魔」ヨルと契約し、蘇りました。アサはチェンソーマンを倒すことができれば肉体を返してやっても良いと告げられます。

デンジは正体を隠しながら学校生活を送る中で、アサと出会うことになります。

事実：
登場人物[編集]
声はテレビアニメ版の声優。演は舞台版での俳優。
主要人物[編集]
公安編[編集]
デンジ
声 - 戸谷菊之介[11][12]（幼少期 - 井上麻里奈[13]）
演 - 土屋直武[14]（幼少期 - 岩田陽葵[15]）
本作の主人公。自称16歳[8]。「チェンソーの悪魔」であるポチタとともに非正規のデビルハンターとして働く少年[12]。死別した父親が遺した借金の返済に追われる日々を送っていたが、あるとき「ゾンビの悪魔」と契約したヤクザたちに殺害された際に、ポチタが心臓となり身体を再生させたことでチェンソーの悪魔へと変身する能力を手に入れた。その力でゾンビの悪魔とヤクザたちを皆殺しにした後、マキマに拾われて公安所属のデビルハンターとなる。
大胆不敵な自信家で、素直かつ単純な性格。物事を深く考えることが嫌いで自分の欲望に忠実だが、それらは過酷な幼少期を過ごした経験と「普通に生きて

回答が事実に基づいている場合、{'score': 'yes'}の出力がされます。

生成された回答が質問を解決するのに役に立つかを判定するChainを構築しています

# answer_chain
prompt = PromptTemplate(
    template="""<|begin_of_text|><|start_header_id|>system<|end_header_id|>
    あなたは、回答が質問を解決するのに役立つかどうかを評価する採点者です。
    回答が質問を解決するのに役立つかどうかを示すために、バイナリースコア「yes」または「no」を付けてください。
    バイナリースコアは、前置きや説明なしで、単一のキー「score」を持つJSONとして提供してください。
     <|eot_id|><|start_header_id|>user<|end_header_id|>
    回答:
    \n ------- \n
    {generation} 
    \n ------- \n
    質問: {question}
    <|eot_id|><|start_header_id|>assistant<|end_header_id|>""",
    input_variables=["generation", "question"],
)

llm = ChatOllama(model="elyza8b",format="json",temperature=0)
answer_chain = prompt | llm | JsonOutputParser()
print(answer_chain.invoke({"question": question, "generation": generation}))
print("\n回答：\n" + generation)
print("\n質問：\n" + question)

出力結果の確認

{'score': 'yes'}

回答：
この文章は、漫画『チェンソーマン』のあらすじと設定を説明したものです。

内容は以下の通りです。

デンジは臓器提供者となったことで復活し、「チェンソーの悪魔」の力を手に入れました。公安に管理され、デビルハンターとして活動することになります。デンジは「銃の悪魔」討伐を目指す中で、人々から英雄視されるようになります。

一方、三鷹アサは両親を悪魔に殺された過去を持つ少女です。彼女は「戦争の悪魔」ヨルと契約し、蘇りました。アサはチェンソーマンを倒すことができれば肉体を返してやっても良いと告げられます。

デンジは正体を隠しながら学校生活を送る中で、アサと出会うことになります。

質問：
デンジとは？

回答が質問の役に立つと判断された場合、{'score': 'yes'}の出力がされます。

生成された回答が質問を解決するのに役に立つかを判定するChainを構築しています

#Rewrite_chain
re_write_prompt = PromptTemplate(
    template="""あなたは、入力された質問をベクターストアでの検索に最適化された形に書き直すライターです。\n
    最初の質問と回答を確認し、改良された質問を前置きなしで作成してください。\n
    最初の質問:\n\n {question}。
    改良された質問:\n """,
    input_variables=["question"],
)

llm = ChatOllama(model="elyza8b",temperature=0)
rewriter_chain = re_write_prompt | llm | StrOutputParser()
rewriter_chain.invoke({"question": question})

出力結果の確認

'デンジの定義や意味について'

Tavily APIを利用してWEB検索を行うToolの設定をします。

# web_search_tool
from langchain_community.tools.tavily_search import TavilySearchResults

web_search_tool = TavilySearchResults(max_results=5)
question = "デンジとは？"
web_search_tool.invoke({"query": question})

デンジについてWeb検索した結果

[{'url': 'https://renote.net/articles/16544',
  'content': 'デンジとは、藤本タツキによるアクションスリラー漫画『チェンソーマン』の主人公でデビルハンター。「チェンソーの悪魔」ポチタと契約したことで、頭部がチェンソーの怪人に変身できるようになった。 極貧の暮らしから救ってくれたマキマに好意を抱いており、彼女と付き合いたいと ...'},
 {'url': 'https://selvy.jp/chainsawman-denji/',
  'content': 'デンジとは現在『ジャンプ＋』で連載されているマンガ作品『チェンソーマン』に登場するキャラです。デンジは今作の主人公であり、父親が遺した莫大な借金を返済するためにデビルハンターとなったのです。'},
(以下省略)

必要なライブラリをインポートします。

from pprint import pprint
from typing import List
from langchain_core.documents import Document
from typing_extensions import TypedDict

Graphを初期化したときのノードやエッジの状態を定義します。

class GraphState(TypedDict):
    question: str
    generation: str
    documents: List[str]

Retriverを使用してベクトルストアからユーザーの質問に関連するドキュメントを取得します。

「question(質問)」と「documents(ドキュメント)」を次のステップで使用するため、状態 (state) を更新します。

# Retriver関数
def retrieve(state):
    print("---RETRIEVE---")
    question = state["question"]
    
    documents = retriever.get_relevant_documents(question)
    return {"documents": documents, "question": question}

ユーザーの質問にもとづいた回答を生成します。

「question(質問)」と「documents(ドキュメント)」、「generation(回答)」を次のステップで使用するため、状態 (state) を更新します。

# 回答を生成する関数
def generate(state):
    print("---GENERATE---")
    question = state["question"]
    documents = state["documents"]

    generation = generate_chain.invoke({"context": documents, "question": question})
    return {"documents": documents, "question": question, "generation": generation}

取得したドキュメントが質問に関連しているかどうかを評価します。

関連性の高いドキュメントを選別し、リストに格納します。

関連性が低いドキュメントが存在する場合は何もせずに次のドキュメントの評価に進みます。

「question(質問)」、「documents(ドキュメント)」を次のステップで使用するため、状態(sate)を更新します。

# ドキュメントの関連性を評価する関数
def grade_documents(state):
    print("---CHECK DOCUMENT RELEVANCE TO QUESTION---")
    question = state["question"]
    documents = state["documents"]

    filtered_docs = []
    for d in documents:
        score = retrieval_chain.invoke(
            {"question": question, "documents": d.page_content}
        )
        grade = score["score"]
        if grade == "yes":
            print("---GRADE: DOCUMENT RELEVANT---")
            filtered_docs.append(d)
        else:
            print("---GRADE: DOCUMENT NOT RELEVANT---")
            continue
    return {"documents": filtered_docs, "question": question}

rewriter_chainを使用して、元の質問を改善した質問にリライトしています。

関連性が低いドキュメントが存在する場合、Web検索が必要なフラグを立てます。

「question(質問)」、「documents(ドキュメント)」を次のステップで使用するため、状態(sate)を更新します。

# 質問をリライトする関数
def transform_query(state):
    print("---TRANSFORM QUERY---")
    question = state["question"]
    documents = state["documents"]

    better_question = rewriter_chain.invoke({"question": question})
    return {"documents": documents, "question": better_question}

質問に基づいてウェブ検索を実行します。検索結果を取得して、それをドキュメントに追加します。

「question(質問)」と「documents(ドキュメント)」を次のステップで使用するため、状態(state)を更新します。

# Web検索の関数
def web_search(state):
    print("---WEB SEARCH---")
    question = state["question"]

    docs = web_search_tool.invoke({"query": question})
    web_results = "\n".join([d["content"] for d in docs])
    web_results = Document(page_content=web_results)
    return {"documents": web_results, "question": question}

質問を分析して適切なデータソースを選択し、どの処理にルーティングするかを決定します。

この関数は「websearch」または「vectorstore」を返します。この返り値は、後続のステップで利用されます。

# ルーター関数
def route_question(state):
    print("---ROUTE QUESTION---")
    question = state["question"]
    print(question)
    source = router_chain.invoke({"question": question})
    print(source)
    print(source["datasource"])
    if source["datasource"] == "web_search":
        print("---ROUTE QUESTION TO WEB SEARCH---")
        return "web_search"
    elif source["datasource"] == "vectorstore":
        print("---ROUTE QUESTION TO RAG---")
        return "vectorstore"

フィルタリングされたドキュメント（filtered_documents）に応じて質問をリライトするか、または回答を生成するかを決めます。

この関数は「transform_query」または「generate」を返します。この返り値は、後続のステップで利用されます。

# 質問のリライトを判断する関数
def decide_to_generate(state):
    print("---ASSESS GRADED DOCUMENTS---")
    state["question"]
    filtered_documents = state["documents"]

    if not filtered_documents:
        print(
            "---DECISION: ALL DOCUMENTS ARE NOT RELEVANT TO QUESTION, TRANSFORM QUERY---"
        )
        return "transform_query"
    else:
        print("---DECISION: GENERATE---")
        return "generate"

生成された回答がドキュメントに基づいているか（ハルシネーション）を評価します。

ハルシネーションのチェックを通過した場合、回答が質問を解決するのに役に立つか（回答の有用性）を評価します。

この関数は「useful」または「not useful」、「not supported」を返します。この返り値は、後続のステップで利用されます。

# 「ハルシネーション」と「回答の有用性」を判定する関数
def grade_generation_v_documents_and_question(state):
    print("---CHECK HALLUCINATIONS---")
    question = state["question"]
    documents = state["documents"]
    generation = state["generation"]

    score = hallucination_chain.invoke(
        {"documents": documents, "generation": generation}
    )
    grade = score["score"]

    if grade == "yes":
        print("---DECISION: GENERATION IS GROUNDED IN DOCUMENTS---")
        print("---GRADE GENERATION vs QUESTION---")
        score = answer_chain.invoke({"question": question, "generation": generation})
        grade = score["score"]
        if grade == "yes":
            print("---DECISION: GENERATION ADDRESSES QUESTION---")
            return "useful"
        else:
            print("---DECISION: GENERATION DOES NOT ADDRESS QUESTION---")
            return "not useful"
    else:
        pprint("---DECISION: GENERATION IS NOT GROUNDED IN DOCUMENTS, RE-TRY---")
        return "not supported"

必要なライブラリをインポートします。

from langgraph.graph import END, StateGraph, START
from IPython.display import Image, display
from langchain_core.runnables.graph import CurveStyle, MermaidDrawMethod, NodeStyles

Graphのワークフローを作成し、各ノードを追加します。

#Graphのワークフローを作成
workflow = StateGraph(GraphState)

#ノードの追加
workflow.add_node("web_search", web_search)
workflow.add_node("retrieve", retrieve)
workflow.add_node("grade_documents", grade_documents)
workflow.add_node("generate", generate)
workflow.add_node("transform_query", transform_query) 

ワークフローにおけるエッジ（ノード間の接続）の設定を行います。

エッジは、各ノードをどの順序で実行するか、どのような条件で次のノードに進むかを定義します。

# Edgeの追加
workflow.add_conditional_edges(
    START,
    route_question,
    {
        "web_search": "web_search",
        "vectorstore": "retrieve",
    },
)
workflow.add_edge("web_search", "generate")
workflow.add_edge("retrieve", "grade_documents")
workflow.add_conditional_edges(
    "grade_documents",
    decide_to_generate,
    {
        "transform_query": "transform_query",
        "generate": "generate",
    },
)
workflow.add_edge("transform_query", "retrieve")
workflow.add_conditional_edges(
    "generate",
    grade_generation_v_documents_and_question,
    {
        "not supported": "generate",
        "useful": END,
        "not useful": "transform_query",
    },
)

全体のワークフローをコンパイルして、実行可能な形にします。

# コンパイル
app = workflow.compile()

定義したLangGraphワークフローのグラフ構造を、Mermaid形式で可視化します。

# ワークフローの可視化
display(
    Image(
        app.get_graph().draw_mermaid_png(
            draw_method=MermaidDrawMethod.API,
        )
    )
)