RAGとは何か、そしてアリババクラウドのElasticsearchがどのようにAI検索をリトリーバル拡張生成（retrieval-augmented generation）で強化するか

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> 翻訳にはアリババクラウドの[ModelStudio](https://www.alibabacloud.com/en/product/modelstudio)([Qwen](https://www.alibabacloud.com/en/solutions/generative-ai/qwen))を使用しております。

# 検索強化型生成（RAG）とは何か？

検索強化型生成（Retrieval-augmented generation、以下RAG）は、情報検索と生成AIの利点を組み合わせることで、より正確で文脈に応じた応答を作成する技術です。静的または古いデータに依存する可能性がある従来の生成モデルとは異なり、[RAG](https://www.alibabacloud.com/en/solutions/generative-ai/rag?_p_lc=1from) は記事、データベース、書籍など多様なソースからリアルタイムの情報を統合します。このアプローチにより、生成されるコンテンツが常に適切で信頼性のあるものであることが保証されます。AI検索のようなアプリケーションでは、RAGが精度と関連性を向上させていることがわかります。情報検索の最適化とリアルタイムデータ統合を可能にすることで、RAGは医療、金融、カスタマーサービスなどの業界における課題に対処しています。その細やかで文脈豊かな結果を提供する能力により、RAGは現代の検索技術においてゲームチェンジャーとなっています。Alibaba Cloud ElasticsearchはRAGを利用してAI検索機能を再定義し、企業に進化する需要に対応できる強力なツールを提供しています。

## Retrieval-Augmented Generation（RAG）の理解

### RAGとは？
Retrieval-augmented generation（RAG）は、情報検索と生成AIを組み合わせて正確で文脈に応じた応答を生成する最先端のアプローチです。事前学習済みのデータのみに依存する従来の生成AIモデルとは異なり、RAGは外部ソースから最新の情報を取得します。この検索メカニズムにより、生成されるコンテンツが事実に基づいた最新のデータに基づいていることが保証され、信頼性と関連性が向上します。取得した情報を生成プロセスに統合することで、RAGは正確で文脈に応じた応答を提供し、現代のAIアプリケーションにとって強力なツールとなります。

### RAGの仕組み

#### 検索プロセス
RAGの検索プロセスには、システムがクエリに関連する最も適切な情報を収集するために必要ないくつかの重要なステップがあります。これらのステップには以下が含まれます：
1. プロンプトまたはクエリを受け取る。
2. 外部ソースから関連情報を検索する。
3. 最も関連性の高いデータを取得し、追加のコンテキストを提供する。
4. この充実したコンテキストでプロンプトを拡張する。
5. 拡張されたプロンプトを大規模言語モデル（LLM）に送信する。
6. 改善され、文脈に応じた正確な応答をユーザーに提供する。

この構造化されたプロセスにより、取得された情報がクエリと一致し、システムが根拠に基づいた信頼性のある応答を提供することが保証されます。

#### 生成プロセス
検索プロセスが完了すると、生成フェーズが始まります。システムは取得したデータで元のプロンプトを強化し、LLM用の充実した入力を生成します。この充実したプロンプトにより、生成AIは最新の情報に基づいた応答を生成できます。フローズンLLMを使用した後処理や、RAG向けにLLMを微調整する技術により、生成プロセスがさらに最適化されます。これらの方法により、生成されるコンテンツが自然で、文脈に応じたものであり、事実に基づいていることが保証され、エラーが最小限に抑えられ、ユーザー満足度が向上します。

### RAGの適用例

#### AI搭載検索エンジン
[RAG](https://www.alibabacloud.com/blog/igniting-the-ai-revolution---a-journey-with-qwen-rag-and-langchain_600876?spm=a3c0i.28373366.4822918750.2.25da18318Wp8Lj) は、AI搭載検索エンジンを革新し、非常に正確で文脈に応じた結果を提供することを可能にしました。検索と生成メカニズムを組み合わせることで、これらの検索エンジンは複雑なクエリを処理し、単純なキーワードマッチングを超えた応答を提供できます。この能力により、医療や金融など、正確で信頼性のある情報検索が必要な業界において不可欠なものとなっています。

#### カスタマーサポートとチャットボット
カスタマーサポートでは、RAGは正確で関連性のあるデータに基づいた応答を確保することでチャットボットの機能を強化します。このアプローチは誤った回答のリスクを軽減し、AIの幻覚現象を最小限に抑えます。RAGによって強化されたチャットボットは、多様な顧客クエリを効果的に処理でき、対話品質と顧客満足度が向上します。また、検索強化型生成の統合は運用効率を向上させるため、多くの企業にとって好まれる選択肢となっています。

#### コンテンツ作成と要約
RAGは構造化データと非構造化データの両方を活用して、コンテンツ作成と要約タスクで優れたパフォーマンスを発揮します。長文のドキュメントを要約したり、詳細なレポートを生成したり、さまざまな形式（要約や詳細な説明など）での応答を提供できます。この柔軟性により、包括的で正確なコンテンツ生成が必要なビジネスにとってRAGは不可欠なツールとなっています。

### AI検索におけるRetrieval-Augmented Generation（RAG）の利点

#### 現在かつ関連性のある情報へのアクセス
RAGは多様なソースから動的にデータを取得することで、常に新しい情報を得られるようにします。静的なデータベースに依存する従来の方法とは異なり、RAGは知識ベースを継続的に更新します。この機能は、タイムリーで正確な情報が不可欠な医療や金融分野などで特に重要です。
1. RAGのアーキテクチャは、古くなったまたは誤解を招くコンテンツの生成リスクを低減します。
2. 最新で関連性のある資料を取得し、応答が事実に基づいて信頼できるものであることを保証します。

この動的な検索プロセスを利用することで、提供される情報が最新の進展と一致していることが保証され、AI検索結果の質が向上します。

#### 改善された精度と文脈理解
RAGは外部知識を生成プロセスに統合することで、AI生成応答の文脈品質を向上させます。このアプローチにより、小さな情報の断片でもその関連性と明確さを維持できます。
1. 文脈検索は重要な詳細の喪失を防ぎ、不完全または不正確な応答につながるリスクを軽減します。
2. 外部データで生成プロセスを強化することで、RAGは正確で文脈に基づいた結果を提供します。

この改善された文脈理解により、特定のクエリに合わせた高品質な応答を受け取ることができ、検索体験がより効果的で満足度の高いものになります。

#### 大規模モデルのトレーニングと比較したコスト効率
RAGは大規模AIモデルのトレーニングに比べてコスト効率の高い代替手段を提供します。ファインチューニングのために大量の計算資源に投資する代わりに、堅牢な検索インフラストラクチャの維持に焦点を当てることができます。

| アプローチ | 利点 | 課題 |
| --- | --- | --- |
| **RAG** | リソース集約的なファインチューニングを回避；コストは主に検索インフラにかかる；進化するデータにスケール可能 | 初期設定投資が必要；外部データベースのクエリにコストがかかる場合あり |
| **Fine-Tuning** | 明確に
# リアルタイムデータ取得
リアルタイムデータ取得は、Alibaba Cloud Elasticsearchの基盤となる機能であり、RAGベースのソリューションに最新の情報を提供します。この機能により、AIモデルが正確で最新の応答を提供できるようになり、静的なデータベースの制限を克服します。主な利点は以下の通りです：
1）最新かつ関連性の高い資料の動的な取得。 2）現在のデータに基づく事実的に正しい回答。 3）医療、金融、法律相談などの分野でのアプリケーションの強化。リアルタイム取得により、AI検索結果が常に適切で信頼できることが保証されます。

# AIモデルとのシームレスな統合
Alibaba Cloud Elasticsearchは、AIモデルの統合を簡素化し、<a href=https://www.alibabacloud.com/blog/from-enterprise-rag-to-ai-assistant target=_blank>カスタムモデルをクラスターに直接ロードしてエンドツーエンドの処理</a>を可能にします。この機能は検索、ランキング、AIサービスを結びつけ、意味的検索や関連性ランキングなどの高度な機能を実現します。その他の統合機能には以下が含まれます：
1）多様なモデルとハイブリッド検索技術のサポート。 2）文脈固有の検索用カスタムトランスフォーマーモデルの管理。 3）従来の検索からAI駆動の意味的検索への移行。これらの統合機能により、RAGベースのソリューションの適応性が向上し、さまざまなビジネスニーズに対応できます。

# Alibaba Cloud ElasticsearchがRAGに最適な理由
Alibaba Cloud Elasticsearchは、RAGベースのソリューションを実装するための理想的なプラットフォームです。<a href=https://www.alibabacloud.com/blog/key-technologies-for-optimization-of-enterprise-level-rag_601723 target=_blank>高性能の意味的検索機能</a>により、正確で文脈を理解した応答を取得・生成でき、完全なキーワード一致に依存しません。このプラットフォームは複雑な質問に対する全文回答を提供し、パーソナライズされた推薦を可能にします。Alibaba Cloud Elasticsearchを利用することで、検索拡張生成の潜在能力を最大限に引き出し、AI検索ソリューションの精度、スケーラビリティ、効率を向上させることができます。

# Alibaba Cloud ElasticsearchがRAGベースのAI検索を強化する方法
## 検索プロセスの最適化
Alibaba Cloud Elasticsearchは、性能と関連性を向上させる高度な技術を採用して、RAGにおける検索プロセスを最適化します。これらの最適化により、AI搭載アプリケーションが正確で文脈豊かな結果を提供することが保証されます。以下の表は主要な強化点を示しています：

| 最適化タイプ | 説明 |
| --- | --- |
| ハードウェアアクセラレーション | クエリ応答時間を100msから約20msに短縮し、より高速なベクトル検索を実現。 | 
| メモリ最適化 | ベクトル量子化によりメモリ使用量を95%削減し、インデックス作成速度と効率を向上。 | 
| 意味的拡張 | 関連概念で語彙を拡張し、意味的理解を強化。 | 
| ハイブリッド検索戦略 | テキスト検索とベクトル検索を組み合わせて関連性とユーザーエクスペリエンスを向上。 | 
| ランキングメカニズム | 初期ランキングにはBM25を使用し、二次ランキングには洗練されたモデルを使用して最良の結果を確保。 | 
| モデル統合 | カスタムモデルをクラスター内でシームレスにロードし、エンドツーエンドの処理を可能に。 |

これらの機能により、検索拡張生成ワークフローが効率的に動作し、生成フェーズに正確で関連性のあるデータを提供します。

# リアルタイムデータ更新の実現
リアルタイムデータ更新は、RAG対応検索アプリケーションの精度と関連性を維持するために重要です。Alibaba Cloud Elasticsearchは、<a href=https://www.alibabacloud.com/blog/elasticsearch-8-how-to-use-hybrid-search-with-rag-technology_601526 target=_blank>動的にデータを処理するAI駆動型ソリューション</a>の構築を可能にします。主な利点は以下の通りです：
1）自動更新により反応性を高め、データ整合性を確保。 2）<a href=https://www.alibabacloud.com/blog/a-deep-dive-into-elasticsearch-use-cases-on-alibaba-cloud_601222 target=_blank>堅牢なアクセス制御とセキュリティ監視</a>により機密情報保護。 3）大規模言語モデルとのシームレスな統合により、意味的理解を改善。このプラットフォームはハイブリッド検索戦略もサポートしており、複数の方法を組み合わせて検索結果を精緻化します。この機能により、金融や医療など急速に変化する業界でも、AIアプリケーションが最新の状態を維持し、事実に基づいた正確な応答を提供することが保証されます。

# 大規模AIアプリケーションのサポート
Alibaba Cloud Elasticsearchは、大規模AIアプリケーションをサポートするためのスケーラビリティを提供します。<a href=https://www.alibabacloud.com/blog/alibaba-cloud-ai-search-solution-explained-intelligent-search-driven-by-large-language-models-helping-enterprises-in-digital_601971 target=_blank>大規模言語モデルとシームレスに統合されるAI駆動型検索ソリューション</a>を開発できます。これらのアプリケーションは、自動更新、堅牢なアクセス制御、セキュリティ監視などの機能の恩恵を受けます。企業内検索機能の強化を目指す場合でも、インテリジェントなカスタマーサービスツールの構築を目指す場合でも、プラットフォームはニーズに応じて適応します。これらの機能を活用することで、複雑なクエリや膨大なデータセットを処理できるように、検索拡張生成ワークフローをスケールアップできます。このスケーラビリティにより、ビジネスが成長してもAIアプリケーションが効率的かつ信頼性を維持することが保証されます。

# 検索精度と関連性の向上
検索精度と関連性は、AI駆動型アプリケーションで意味のある結果を提供するために重要です。Alibaba Cloud Elasticsearchは、高度な技術を採用して、検索拡張生成（RAG）ワークフローが常に正確で文脈的に関連性のある出力を生成することを保証します。際立った特徴の一つは、伝統的な手法と現代的な手法を組み合わせたランキングメカニズムです。最初にシステムは、用語頻度と位置に基づいてドキュメントの重みを計算するためにBM25を使用します。その後、統合学習モデルを適用して二次ランキングを行い、最も関連性の高い結果が上位に表示されるようにします。この二層構造のアプローチにより、検索結果の品質が大幅に向上します。

Alibaba Cloud Elasticsearchはまた、ハイブリッド検索戦略を活用しています。テキストベース、スパース、およびデンスベクトルインデックスを統合することで、検索の精度と効率を向上させます。この組み合わせにより、単純なキーワード検索から複雑な意味的検索まで、多様なクエリタイプを簡単に処理できます。もう一つの重要な機能は意図理解です。このプラットフォームはユーザークエリを分析して基本的な意図を特定し、結果の並べ替えを最適化してコンテンツがユーザーの期待に沿うことを保証します。この機能は、特に正確な応答が求められるカスタマーサ
さらに学びたい場合は、<a href=https://www.alibabacloud.com/en/product/elasticsearch?_p_lc=1&amp;spm=a3c0i.7911826.6791778070.251.4b7e3870dFxOMi target=_blank>こちらをクリック</a>して、<a href=https://account.alibabacloud.com/login/login.htm target=_blank>30日間の無料トライアル</a>をお試しください。