使用 Neo4j 和 Langchain 创建知识图谱
使用Neo4j和Langchain创建知识图谱
知识图谱是组织和整合信息的强大工具。通过使用实体作为节点和关系作为边缘,它们提供了一种系统的知识表示方法。这种有条理的表示有利于简化查询、分析和推理,使知识图在搜索引擎、推荐系统、自然语言处理和人工智能等各个领域中不可或缺。
在人工智能领域,知识图谱通过提供补充的上下文洞察,在提高机器学习模型的效率方面发挥着关键作用。它们通过在各种单词和短语之间建立联系来促进对自然语言的更深入理解。此外,它们还为人工智能系统提供了大量可以有效利用的结构化信息,从而能够开发出更加动态和精明的人工智能系统。
开发和维护知识图谱是一项复杂的工作,需要从不同来源提取和验证信息,并用新数据不断更新图谱。尽管存在困难,但知识图谱的潜在优势使其成为持续研究和创新的焦点。
使用Neo4j创建和实现知识图
创建知识图遵循一个结构化的过程,从建立最小可行图(MVG)开始,然后逐步扩展它。大致的简化过程如下:
1. 摘要:最初,从文档中摘录相关信息,这些数据被解析并结构化为可管理的块,作为知识图中的节点。
2. 增强:数据在提取后进行增强,以丰富其价值。嵌入被添加到每个块中,为信息提供额外的上下文和深度。这一步对于使图更加健壮和能够产生更丰富的见解至关重要。
3. 扩展:一旦数据得到增强,图就可以进行扩展了。这涉及到将节点彼此连接起来,以扩展图中的上下文和关系。
4. 迭代改进:提取、增强和扩展的过程可以根据需要重复,结合额外的文件、外部数据源和用户反馈,不断改进和提高图表的相关性和准确性。这种迭代方法确保知识图随着时间的推移而发展,以合并新信息并满足不断变化的分析需求。
5. 可视化分析:在最后阶段,地址节点可以添加到图表中,从而可以在相应文件的背景下对空间关系进行可视化分析和探索。
通过遵循这种结构化的方法并结合你的文件中的相关数据,可以创建一个全面的动态知识图谱。这样的图表不仅有助于更深入地了解企业信息披露,还有助于在各个领域做出明智的决策。
这里是一个例子,使用Neo4j和Langchain从《博伽梵歌》论文PDF开发基本知识图谱
让我们来分析一下如何使用《博伽梵歌》电子版来创建一个基本的知识图谱。这篇由斯瓦米·西瓦南达所写的文章充满了丰富的信息,我们可以用知识图谱来组织。我们将使用Neo4j(它帮助我们管理和构建图形)和Langchain(它帮助我们处理文本)。
首先,使用Neo4j创建一个免费帐户。对于本例,我们将使用免费层,它允许创建一个实例。
凭据文件将包含在后续代码中需要使用的以下详细信息:
# Wait 60 seconds before connecting using these details, or login to https://console.neo4j.io to validate the Aura Instance is available
NEO4J_URI=value
NEO4J_USERNAME=neo4j
NEO4J_PASSWORD=value
AURA_INSTANCEID=value
AURA_INSTANCENAME=Instance01
引用相应的库
from dotenv import load_dotenv
import os
# Common data processing
import textwrap
# Langchain
from langchain_community.graphs import Neo4jGraph
from langchain_community.vectorstores import Neo4jVector
from langchain.text_splitter import RecursiveCharacterTextSplitter
from langchain.chains import RetrievalQAWithSourcesChain
from langchain.llms import OpenAI
from langchain.embeddings import OpenAIEmbeddings
from langchain.document_loaders import PyPDFLoader
从PDF中提取文本:第一步是加载PDF文件并将其页面拆分为可管理的文本块。我们使用来自langchain库的PyPDFLoader模块来完成此任务。
# Load PDF file
loader = PyPDFLoader("path/to/your/pdf/file.pdf")
pages = loader.load_and_split()
将文本分割成块:接下来,我们将提取的文本分割成更小的块,以方便进一步处理。来自langchain的
RecursiveCharacterTextSplitter类被用于此目的。
# Split pages into chunks
text_splitter = RecursiveCharacterTextSplitter(chunk_size=1000, chunk_overlap=0)
chunks = text_splitter.split_documents(pages)
创建一个矢量存储,在Neo4j中生成嵌入和存储:我们创建一个Neo4jVector对象来将文本块的嵌入存储在Neo4j图形数据库中。这允许我们在以后有效地检索和操作嵌入。
# Warning control
import warnings
warnings.filterwarnings("ignore")
# Load from environment from the credentials file
load_dotenv('.env', override=True)
NEO4J_URI = os.getenv('NEO4J_URI')
NEO4J_USERNAME = os.getenv('NEO4J_USERNAME')
NEO4J_PASSWORD = os.getenv('NEO4J_PASSWORD')
NEO4J_DATABASE = os.getenv('NEO4J_DATABASE') or 'neo4j'
NEO4J_DATABASE = 'neo4j'
# Global constants
VECTOR_INDEX_NAME = 'pdf_chunks'
VECTOR_NODE_LABEL = 'Chunk'
VECTOR_SOURCE_PROPERTY = 'text'
VECTOR_EMBEDDING_PROPERTY = 'textEmbedding'
kg = Neo4jGraph(
url=NEO4J_URI, username=NEO4J_USERNAME, password=NEO4J_PASSWORD, database=NEO4J_DATABASE
)
# Create Neo4j vector store
neo4j_vector_store = Neo4jVector.from_documents(
embedding=OpenAIEmbeddings(),
documents=chunks,
url=NEO4J_URI,
username=NEO4J_USERNAME,
password=NEO4J_PASSWORD,
index_name=VECTOR_INDEX_NAME,
text_node_property=VECTOR_SOURCE_PROPERTY,
embedding_node_property=VECTOR_EMBEDDING_PROPERTY,
)
构建关系:我们在图中的块之间建立关系,指示它们的顺序以及它们与父PDF文档的关联。
# Create a PDF node
cypher = """
MERGE (p:PDF {name: $pdfName})
RETURN p
"""
kg.query(cypher, params={'pdfName': "path/to/your/pdf/file.pdf"})
# Connect chunks to their parent PDF with a PART_OF relationship
cypher = """
MATCH (c:Chunk), (p:PDF)
WHERE p.name = $pdfName
MERGE (c)-[newRelationship:PART_OF]->(p)
RETURN count(newRelationship)
"""
kg.query(cypher, params={'pdfName': "path/to/your/pdf/file.pdf"})
# Create a NEXT relationship between subsequent chunks
cypher = """
MATCH (c1:Chunk), (c2:Chunk)
WHERE c1.chunkSeqId = c2.chunkSeqId - 1
MERGE (c1)-[r:NEXT]->(c2)
RETURN count(r)
"""
kg.query(cypher)
问答:最后,我们可以利用构造好的知识图来执行问答任务。我们从矢量存储中创建检索器和聊天机器人问答链,以根据PDF文档的内容回答问题。
# Create a retriever from the vector store
retriever = neo4j_vector_store.as_retriever()
# Create a chatbot Question & Answer chain from the retriever
chain = RetrievalQAWithSourcesChain.from_chain_type(
OpenAI(temperature=0),
chain_type="stuff",
retriever=retriever
)
# Ask a question
question = "What is the main topic of this PDF document?"
answer = chain(
{"question": question},
return_only_outputs=True,
)
print(textwrap.fill(answer["answer"]))
下面是一些在neo4j中检查数据的查询
节点数
# Returns the node count
kg.query("""
MATCH (n)
RETURN count(n) as nodeCount
""")
打印模式
kg.refresh_schema()
print(kg.schema)
显示索引
kg.query("SHOW INDEXES")
样本输出
Neo4j仪表盘
问答输出
使用知识图谱以及Neo4j和Langchain等工具,我们可以将复杂的非结构化文本转换为更容易分析的结构化、相互关联的数据。这个过程可以应用于各种类型的信息,从财务报告到精神文本。这个例子是如何创建知识图的基本说明。随着我们继续探索和发展这项技术,我们可以发现理解和解释数据的新方法。
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41 个下载免费 3D 模型的最佳网站-使用说明:使用权限可能因型号而异。因此,在下载文件之前,请仔细检查每个下载页面上的许可证和使用权限。 17. Clara.io Clara.io 是一个创建 3D 内容的全球平台,也是一个培养新 3D 艺术家的社区。Clara.io 提供+100,000个免费的3D模型,包括OBJ,Blend,STL,FBX,DAE,Babylon.JS,Three.JS格式,用于 Clara.io,Unity 3D,Blender,Sketchup,Cinema 4D,3DS Max和Maya。 使用说明:免费,标准和专业帐户仅供个人使用,如果您需要将 clara.io 用于商业用途,请与销售团队联系。 18. 3DExport 3DExport是一个市场,您可以在其中购买和销售用于CG项目的3D模型,3D打印模型和纹理。它提供15 +不同的3D格式供下载,如3DS MAX(.max),Cinema4D(.c4d),Maya(.mb,.ma),Lightwave(.lwo),Softimage(.xsi),Wavefront OBJ(.obj),Autodesk FBX(.fbx)等。它还提供15种不同的语言! 使用说明:免费下载仅供个人和非商业用途。 19. 3D Warehouse 3D Warehouse是一个开放的库,允许用户共享和下载SketchUp 3D模型,用于建筑,设计,施工和娱乐!任何人都可以免费制作,修改和重新上传内容到3D仓库,您可以找到任何您能想到的东西,如家具,电子产品,室内产品等。 使用说明:3D Warehouse中的所有模型都是免费的,因此任何人都可以下载文件以用于SketchUp甚至其他软件,如AutoCAD,Revit和ArchiCAD。 20. CadNav.com CadNav是CGI平面设计师和CAD / CAM / CAE工程师的在线3D模型库,我们提供超过50000 +免费3D模型和CAD模型下载。在CadNav网站上,您可以下载高质量的多边形网格3D模型,3D CAD实体对象,纹理,Vray材料,3D作品,CAD图纸等。 使用说明:免费下载仅供个人和非商业用途。 21. All3dfree.net 就像网站名称一样,它提供免费的3D模型,还包括Vray材料,CAD块,2d和3d纹理集合,无需注册即可免费下载。它是不断更新的,因此您可以查找或请求3DS,MAX,C4D,skp,OBJ,FBX,MTL等格式的模型。 使用说明:所有资源均不允许用于商业用途,否则您将承担责任。 22. Hum3D 自2005年以来,Hum3D帮助来自3多个国家的80D艺术家节省3D建模时间,并制作逼真的3D模型,用于电影,视频游戏,AR应用程序和可视化。所有模型均由首席3D艺术家进行验证,他们检查其是否符合专业要求和最新的3D建模标准。 使用说明:免费下载仅供个人和非商业用途。 23. Artist-3D.com 艺术家-3D 库存的免费 3D 模型下载按通用类别排序。它为人体解剖学、汽车、家具、火箭、卫星等模型提供 AutoDesk 3DS Max 格式。您还可以在浏览他们的网站时找到教程和类似类型的建模。 使用说明:使用权限可能因型号而异。因此,在下载文件之前,请仔细检查每个下载页面上的许可证和使用权限。 24. Free the models 就像本网站的标题一样,它为3d应用程序和3d游戏引擎提供免费的内容模型。您可以为您的任何项目找到许多有趣且有用的模型!它提供3ds,wavefront,bryce,poser,lightwave,md2和unity3d格式的模型。还有一个很棒的纹理集合,可以在您最喜欢的建模和渲染程序中使用。 使用说明:您从这里下载的所有内容都可以免费使用,除非它不能包含在另一个免费的网络或CD收藏中,也不能单独出售。否则,您可以在商业游戏,3D应用程序或渲染作品中使用它。您不必提供信用,但如果您这样做,那就太好了。 25. Resources.blogscopia 本网站由一家名为Scopia的公司创建。他们制作3D图像和视频,您可以找到许多为CGI工作的信息架构设计的模型,所有这些都可以在现实生活中使用。您可以免费下载它们,但是,如果您想一次下载它们,您可以支付 3 到 9 欧元。 使用说明:您可以免费下载模型部分的所有文件。每个压缩文件都包含您也可以在此处找到的许可证。基本上,您可以对文件执行任何操作。唯一的限制是不归属于Scopia的重新分发。 26.ambientCG 1000+公共领域PBR材料适合所有人!环境CG是使用许多不同的方法和资产类型创建的,例如照片纹理(PBR),贴花(PBR),图集(PBR),照片纹理(普通),物质存档(SBSAR),雕刻画笔,3D模型和地形。您可以在所有项目中*使用它们! 使用说明:在 ambientCG 上提供下载的所有 PBR 材料、画笔、照片和 3D 模型均根据知识共享 CC0 1.0 通用许可提供。您可以复制、修改、分发和执行作品,即使是出于商业目的,也无需征得许可。信用将不胜感激。 不要满足于平庸的大理石纹理 - 立即使用我们的免费PBR大理石纹理升级您的3D设计。 27.Pixar One Twenty Eight 这是一个提供官方动画行业经典纹理的网站:皮克斯,创建于 1993 年,该纹理库包括 128 个重复纹理,现在免费提供。 它包含您来到的纹理,包括砖块和动物毛皮。肯定会有一些你可以使用的东西。 使用说明:皮克斯动画工作室的《Pixar One Twenty Eight》根据知识共享署名4.0国际许可协议进行许可。即使出于商业目的,您也可以重新混合、调整和构建您的作品,只要您以相同的条款对新创作进行信用和许可。 访问数以千计的免费纹理并提升您的设计游戏 - 立即开始下载! 28. 3DXO 即使有近 620 个免费贴纸可供下载,3DXO 也不是最大的资源,但它的内容非常有用,不需要注册。无论是简单的墙壁或地板,还是一些奇怪的小东西,您都需要的纹理都可以在此网站上看到。 使用说明:使用权限可能因型号而异。因此,在下载文件之前,请仔细检查每个下载页面上的许可证和使用权限。 29. 3DModelsCC0 3DModelsCC0 与其他产品的不同之处在于它包含超过 250+ 个高质量 3D 模型,并且本网站上的所有内容都是免费的,完全是公共领域!使用我们的模型时无需信用或归属! 使用说明:为每个人提供完全免费的公共领域内容。 30.Sketch up texture club Sketchup Texture Club是一个非营利性的教育和信息门户网站,由3D社区的图像促进协会管理,特别强调面向学生和建筑和室内设计专业人士的可视化和渲染技术,以及所有正在学习3D可视化的人。 使用说明:您无需支付版税或使用费。纹理可以免费下载和使用。不允许将纹理作为竞争产品出售或重新分发,即使图像被修改也是如此。 31. FlippedNormals FlippedNormal 是一个提供计算机图形和 3D 资产的市场,您可以找到许多用于雕刻、建模、纹理、概念艺术、3D 模型、游戏资产或课程的高级资产! 使用说明:使用权限可能因型号而异。因此,在下载文件之前,请仔细检查每个下载页面上的许可证和使用权限。 32. NASA 3D NASA 3D网站是一个在线门户,提供与太空和各种NASA任务相关的大量三维模型和模拟。该网站是用户友好的,并提供有关每个型号的详细信息。该网站允许用户探索和下载几种不同格式的模型,包括 OBJ、STL 和 FBX,只需单击下载按钮即可。 使用说明: 要下载模型,只需单击模型页面上的下载按钮并选择所需的格式。 33. 3DAGOGO (Astroprint) 3DAGOGO 是一个提供广泛 3D 模型的网站,包括角色、车辆和建筑物。3DAGOGO 的独特功能之一是它专注于适合 3D 打印的模型,使其成为希望创建物理原型或模型的设计师的绝佳资源。要使用 3DAGOGO,设计师只需在网站上搜索他们正在寻找的模型类型,然后下载 STL 格式的文件。 使用说明: 要使用 3DAGOGO,只需搜索所需的 3D 模型类型并下载 STL 格式的文件。根据需要自定义模型,并确保在将其用于商业目的之前检查使用权限。 34. FreeCAD FreeCAD是一款了不起的3D建模软件,可让您在计算机上创建令人难以置信的3D设计。该软件可免费下载和使用,它提供了广泛的工具和功能,可用于创建用于各种目的的3D模型。 该网站易于浏览,您可以找到开始使用FreeCAD的所有必要信息。此外,该网站还提供一系列教程和指南,可帮助您了解 3D 建模的来龙去脉。 使用说明: 要下载模型,请访问网站并从库中选择所需的模型。该网站还提供了一系列使用该软件的教程和指南。 35. Pinshape Pinshape是一个提供一系列3D打印模型的网站。网站上提供的型号质量很高,因此您可以确保您的最终印刷产品看起来很棒。该网站提供了广泛的模型,包括从家居用品到小雕像和珠宝的所有物品。 但这还不是Pinshape所能提供的全部!该网站还允许用户上传和共享自己的3D模型。这意味着您不仅可以下载出色的模型,还可以通过分享自己的设计为社区做出贡献。此外,Pinshape 提供了一系列自定义选项,因此您可以调整和调整模型以满足您的特定需求。 使用说明: 要下载模型,请在网站上创建一个帐户,搜索所需的模型,然后单击下载按钮。该网站还为每种型号提供了一系列定制选项。 36.Yeggi Yeggi 提供了大量免费的 3D 模型,您可以下载各种格式的模型,例如 STL、OBJ 和 FBX。该网站易于使用,您可以按关键字、类别或特定网站搜索模型。 Yeggi 对于任何寻找 3D 模型的人来说都是一个很好的资源。它提供了大量的模型集合,从日常物品到复杂的机械,以及介于两者之间的一切。该网站的收藏量在不断增长,每天都有新的型号增加。 使用说明: 要下载模型,请在网站上搜索所需的模型,然后单击下载按钮。该网站还提供指向托管模型的原始网站的链接。 37. Open3DModel 来自开放3D模型的图像 Open3DModel具有各种类别的模型,包括建筑,车辆和角色。无论您需要建筑物,汽车还是人的3D模型,都可以在此网站上找到。 该网站易于浏览,您可以按类别或关键字搜索模型。每个模型都附带预览图像和详细信息,例如文件格式、大小和多边形数量。此信息可以帮助您选择适合您需求的模型。 使用说明: 要下载模型,请访问网站,从库中选择所需的模型,然后单击下载按钮。 使用最好的 3D 资产管理工具简化您的 3D 制作流程。立即试用它们,将您的 3D 项目提升到一个新的水平! 38. 3DExport 对于那些为其 3D 设计项目寻找 3D 模型、纹理和其他资源的人来说,该平台是一个很好的资源。该网站有大量模型可供选择,包括 3D 打印对象、游戏资产等。用户可以按类别、文件格式或价格范围浏览,以找到适合其项目的完美资源。此外,3DExport 还提供一系列教程和其他 3D 资源,以帮助用户提高技能并创建更令人印象深刻的设计。 使用说明: 要使用 3DExport,只需创建一个帐户并浏览可用型号。您可以按类别、格式和价格进行搜索,以找到所需的型号。找到喜欢的模型后,只需下载它并开始在您的项目中使用它。 39.Blend Swap Blend Swap是一个社区驱动的市场,提供与Blender软件兼容的各种免费3D模型。该平台允许用户共享和下载模型、纹理和其他资产,以便在他们的项目中使用。 使用说明: 创建免费帐户后,您可以浏览社区上传的大量3D模型。当您找到要使用的一个时,只需下载它并将其导入您选择的 3D 软件即可。 40. 3DShook 3DShook 是一个高级 3D 模型市场,提供一系列用于建筑、游戏等各个行业的高质量模型。该平台提供基于订阅的模型,具有不同的定价计划,允许用户访问一系列模型。 使用说明: 注册免费帐户后,只需浏览3D模型库,选择您喜欢的模型,然后以您需要的格式下载它们。 41. Smithsonian X 3D 史密森尼 X 3D 对于正在寻找历史文物和文物的高质量 3D 模型的设计师来说,这是一个独特的资源。该平台提供了大量3D模型,这些模型是根据史密森尼博物馆和研究中心中的真实物体扫描创建的。 使用说明: