L’Intelligenza Artificiale sta vivendo una rapida evoluzione, e tra le innovazioni più promettenti spicca il framework RAG (Retrieval Augmented Generation). Questo approccio integrato combina la potenza della ricerca di informazioni, il potenziamento dei dati e i modelli generativi per realizzare soluzioni AI più precise, affidabili e contestualmente rilevanti. In questo articolo, ci soffermeremo sui componenti di RAG, sul suo funzionamento e sull’impatto che sta avendo in diversi settori industriali. Scopriamo più precisamente di cosa si tratta grazie al contributo dell’Osservatorio Artificial Intelligence della POLIMI School of Management.
Cosa si intende con RAG
Con RAG, acronimo di Retrieval Augmented Generation (letteralmente “Generazione Aumentata dal Recupero di informazioni”), si fa riferimento al processo di ottimizzazione dell’output di LLMs recuperando le informazioni da una fonte di conoscenza esterna al di fuori delle sue fonti di dati di addestramento prima di generare una risposta.
Come intuibile dal nome dell’approccio, questo si compone di tre diverse parti. Analizziamole nel dettaglio.
Che cos’è il retrieval?
Il retrieval, ovvero il recupero di informazioni, rappresenta il primo pilastro fondamentale dell’approccio RAG. Questo processo consente a un sistema di Intelligenza Artificiale di accedere e recuperare dati pertinenti da una base di conoscenza esterna in risposta a una query specifica. A differenza dei tradizionali modelli linguistici, che si basano unicamente sulle informazioni apprese durante l’addestramento, i sistemi dotati di capacità di retrieval possono consultare fonti di dati aggiornate in tempo reale, superando così il limite della “conoscenza congelata” che caratterizza molti Large Language Models (LLM).
Come funziona il retrieval
Il processo di ricerca di informazioni all’interno di un sistema RAG segue generalmente questi passaggi:
- indicizzazione dei dati: le informazioni provenienti da diverse fonti vengono elaborate, suddivise in chunk gestibili e indicizzate per consentire un recupero efficiente;
- embedding semantico: le query e i documenti vengono trasformati in rappresentazioni vettoriali (embedding) che ne catturano il significato semantico;
- recupero basato sulla similarità: quando viene posta una domanda, il sistema calcola la similarità tra l’embedding della query e quelli dei documenti, recuperando i contenuti più rilevanti;
- ranking dei risultati: i contenuti recuperati vengono ordinati in base alla loro pertinenza rispetto alla query originaria.
I sistemi che implementano tecniche avanzate di retrieval mostrano un incremento nell’accuratezza delle risposte rispetto ai modelli privi di fonti esterne di conoscenza.
La ricerca di informazioni trova applicazione in numerosi ambiti, tra cui:
- motori di ricerca: Google, Bing e altri motori di ricerca utilizzano sofisticati algoritmi di retrieval per fornire risultati pertinenti.
- sistemi di raccomandazione: piattaforme come Netflix o Amazon adottano tecniche di retrieval per suggerire prodotti o contenuti rilevanti per gli utenti.
- chatbot e assistenti virtuali: sistemi come ChatGPT possono essere potenziati con capacità di retrieval per fornire risposte basate su informazioni aggiornate.
Augmentation: l’importanza del potenziamento dei dati
L’augmentation, o potenziamento dei dati, costituisce il secondo componente cruciale dell’approccio RAG. Questa fase si occupa di arricchire, contestualizzare e strutturare le informazioni recuperate nella fase di retrieval, rendendole pronte per un utilizzo efficace nei modelli generativi.
Esistono diverse strategie di potenziamento dei dati impiegate nei sistemi RAG:
- contestualizzazione: aggiunta di metadati e informazioni contestuali ai dati recuperati per facilitare la loro interpretazione;
- filtraggio e selezione: eliminazione delle informazioni ridondanti o irrilevanti, concentrandosi sui contenuti più pertinenti;
- fusione di informazioni: combinazione di dati provenienti da diverse fonti per creare una rappresentazione più completa e accurata;
- riformulazione: adattamento del formato delle informazioni recuperate per renderle facilmente processabili dal modello generativo.
Questo passaggio è in grado di offrire numerosi vantaggi che sfociano in output migliori sotto diversi punti di vista. Tra questi troviamo una maggiore accuratezza delle informazioni, una riduzione nella tendenza dei modelli generativi a inventare informazioni non verificate e consente di avere una maggiore tracciabilità sulla provenienza delle informazioni.
Modelli generativi: come funzionano?
I modelli generativi rappresentano il terzo pilastro dell’approccio RAG e sono responsabili della creazione di nuovi contenuti basati sulle informazioni recuperate e potenziate nelle fasi precedenti. Questi modelli impiegano tecniche avanzate di Deep Learning per produrre output coerenti, pertinenti e contestualmente appropriati.
All’interno del framework RAG, il processo di generazione segue generalmente questi passaggi:
- input contestualizzato: il modello riceve in input la query dell’utente insieme alle informazioni recuperate e potenziate nelle fasi precedenti.
- decodifica: il modello elabora l’input generando una risposta token per token, tenendo conto del contesto fornito.
- rank e selezione: in alcuni sistemi, vengono generate diverse risposte candidate che vengono classificate in base alla loro qualità e coerenza con le informazioni recuperate.
- post-elaborazione: la risposta generata può essere ulteriormente affinata per migliorarne leggibilità, coerenza e accuratezza.
Applicazioni pratiche di RAG nell’IA
L’integrazione di sistemi RAG sta rivoluzionando diversi ambiti dell’Intelligenza Artificiale, offrendo soluzioni più precise, trasparenti e versatili. Analizziamo alcune delle applicazioni più rilevanti dei sistemi RAG nel panorama tecnologico attuale.
Assistenza clienti e chatbot avanzati
I sistemi RAG hanno rivoluzionato il settore dell’assistenza clienti, permettendo la creazione di chatbot in grado di:
- recuperare informazioni specifiche da basi di conoscenza aziendali;
- contestualizzare le richieste degli utenti sulla base della loro storia;
- generare risposte personalizzate e in linea con le politiche aziendali.
Creazione di contenuti e Marketing
Nel settore del Marketing e della creazione di contenuti, i sistemi RAG consentono di:
- generare articoli, post per blog e copy pubblicitario basati su fonti verificate;
- personalizzare i contenuti in base alle preferenze del pubblico di riferimento;
- mantenere coerenza con le linee guida del brand e i dati di mercato.
Sistemi di natural language processing avanzati
I sistemi RAG hanno significativamente potenziato le capacità di elaborazione del linguaggio naturale (NLP) in applicazioni come:
- traduzione automatica contestualizzata;
- sistemi di question-answering basati su documenti;
- sintesi di testi lunghi e complessi.
Personalizzazione nell’eCommerce
I grandi attori dell’eCommerce stanno adottando sistemi RAG per:
- migliorare la ricerca di prodotti attraverso una comprensione semantica avanzata;
- personalizzare descrizioni e raccomandazioni di prodotto;
- generare risposte contestualizzate alle domande degli acquirenti.
Valutazione dei risultati
Misurare l’efficacia dei sistemi RAG è essenziale per valutarne il valore e guidarne un continuo miglioramento. Tale analisi richiede un approccio multidimensionale che consideri vari aspetti della performance.
Metriche chiave per la valutazione dei sistemi RAG
La valutazione dei sistemi RAG si basa su diverse metriche fondamentali:
- accuratezza delle informazioni: misura la correttezza e la verificabilità delle informazioni fornite;
- rilevanza del recupero: valuta se le informazioni recuperate sono pertinenti alla query;
- completezza delle risposte: determina se la risposta copre tutti gli aspetti rilevanti della domanda;
- coerenza e fluidità: valuta quanto il testo generato risulti naturale e ben strutturato;
- efficienza computazionale: analizza il tempo di risposta e le risorse richieste dal sistema.
Quale futuro per le RAG
L’architettura RAG rappresenta un notevole avanzamento nell’evoluzione dell’Intelligenza Artificiale, combinando in modo sinergico tre componenti fondamentali per creare sistemi più precisi, affidabili e consapevoli del contesto.
La capacità di recuperare informazioni aggiornate e pertinenti (recupero), arricchirle e contestualizzarle (arricchimento) e generare risposte coerenti e fluide (generazione) sta ridefinendo le possibilità dell’IA in una vasta gamma di settori, dall’assistenza clienti alla ricerca scientifica, dal marketing alla finanza.
Le sfide rimangono significative, soprattutto in merito all’ottimizzazione dell’efficienza, alla riduzione dei costi computazionali e alla garanzia di un’accuratezza costante. Tuttavia, i continui progressi nelle tecniche di embedding, nei modelli di linguaggio e negli algoritmi di recupero promettono di superare gradualmente questi ostacoli.
Con l’evoluzione dei sistemi RAG, ci aspettiamo una democratizzazione ulteriore delle tecnologie di IA avanzate, con applicazioni sempre più integrate nella nostra vita quotidiana e professionale. Il futuro dell’Intelligenza Artificiale sarà probabilmente caratterizzato da sistemi sempre più “informati”, in grado di unire potenza computazionale e accesso a conoscenze aggiornate e verificabili.
L’approccio RAG non rappresenta solo un progresso tecnologico, ma un vero e proprio cambio di paradigma nel nostro modo di concepire l’Intelligenza Artificiale: non più sistemi isolati che operano solo sulla base del loro addestramento iniziale, ma entità connesse capaci di attingere dinamicamente al vasto patrimonio informativo umano, interpretarlo correttamente e utilizzarlo per generare valore in innumerevoli contesti.
Contenuti suggeriti dell’Osservatorio Artificial Intelligence