Was ist LangChain?

LangChain ist ein Open-Source-Orchestrierungs-Framework, mit dem sich Anwendungen mit Large Language Models (LLMs) einfacher erstellen lassen. Es bietet Tools und Komponenten, um LLMs mit verschiedenen Datenquellen zu verbinden und komplexe, mehrstufige Workflows zu erstellen.

LangChain ist als Bibliothek in Python und JavaScript verfügbar und unterstützt Entwickler dabei, die LLM-Funktionen über die Textgenerierung hinaus zu erweitern, indem sie mit externen Daten und Berechnungen verknüpft werden. Dies erleichtert die Entwicklung fortschrittlicher KI-Anwendungen wie intelligenter Chatbots, komplexer Frage-Antwort-Systeme und automatisierter Datenanalysetools.

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LangChain und KI

LangChain bietet Entwicklern viele potenzielle Vorteile, insbesondere bei Anwendungen, die LLMs einbeziehen. Das modulare Design fördert die Wiederverwendbarkeit von Code und reduziert die Entwicklungszeit, was schnelles Prototyping und Iterieren ermöglicht. Die verteilte Architektur kann große Mengen an Sprachdaten effizient verarbeiten und sorgt für Skalierbarkeit und Hochverfügbarkeit.

Darüber hinaus bietet LangChain eine einheitliche Oberfläche für die Interaktion mit LLMs, was die Komplexität der API-Verwaltung stark reduziert. Dank dieser vereinfachten Schnittstelle können sich Entwickler auf die Erstellung ihrer Anwendungen konzentrieren, ohne sich mit Infrastrukturfragen aufhalten zu müssen.

Wie funktioniert LangChain?

Bei LangChain werden verschiedene Komponenten miteinander verkettet, um einen zusammenhängenden Workflow für LLM-basierte Anwendungen zu schaffen. Dieser modulare Ansatz zerlegt komplexe sprachbasierte KI-Systeme in wiederverwendbare Teile. Wenn ein Nutzer eine Anfrage sendet, kann LangChain diese Eingabe in mehreren Schritten verarbeiten.

Ein typischer Workflow könnte beispielsweise so aussehen:

  1. Die Anfrage des Nutzers wird empfangen.
  2. Die Anfrage wird verarbeitet und möglicherweise transformiert oder verwendet, um relevante Informationen aus externen Datenquellen zu suchen.
  3. Die erforderlichen Daten werden abgerufen, was die Verbindung zu Datenbanken, APIs oder anderen Repositories umfassen kann. LangChain bietet verschiedene Dokument-Loader zum Einbinden von Daten aus zahlreichen Quellen.
  4. Die abgerufenen Informationen werden zusammen mit der ursprünglichen Abfrage an ein LLM übergeben.
  5. Das LLM generiert eine Antwort basierend auf dem bereitgestellten Kontext und der Eingabe des Nutzers.
  6. Die generierte Antwort wird dann an den Nutzer zurückgegeben.

Mit diesem Verkettungsansatz können Entwickler eine Abfolge von Aktionen definieren, die ihre Anwendung ausführen soll, um eine Nutzeranfrage zu bearbeiten und eine Antwort zu erstellen. Durch die Vereinfachung dieser Schritte in Komponenten erleichtert LangChain die Entwicklung von Anwendungen, die mehrere Interaktionen mit einem LLM oder mit externen Ressourcen erfordern. Das Framework bietet auch Optionen zur Arbeit mit unterschiedlichen LLMs, sodass Entwickler das beste Modell für ihre spezifische Anwendung auswählen können.

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Wichtige Funktionen von LangChain

LangChain bietet eine Reihe von Funktionen, die die Entwicklung von LLM-basierten Anwendungen erleichtern. Diese Funktionen sind um Kernkonzepte herum organisiert, die die Interaktion mit Modellen, die Verbindung zu Daten und die Orchestrierung komplexer Verhaltensweisen erleichtern.

Datenverbindung und -abruf

  • Vielseitige Datenintegration: Lässt sich nahtlos in verschiedene Datenquellen einbinden, von strukturierten Datenbanken bis hin zu unstrukturierten Texten, um ein umfassendes Sprachverständnis und eine detaillierte Analyse zu ermöglichen.
  • Effektiver Datenabruf und ‑Caching: Daten werden effizient abgerufen und im Cache gespeichert, um einen schnelleren Zugriff auf Sprachdaten zu ermöglichen und die Latenz während der Modellinferenz zu minimieren.

Ketten

  • Unterstützung mehrerer Ketten: Ermöglicht den gleichzeitigen Betrieb mehrerer Sprachmodelle in einer einzigen Ausführungskette, was Zusammenarbeit und Koordination verbessert.
  • Flexible Verkettungstopologie: Hilft Nutzern, die Anordnung von Sprachmodellen innerhalb von Ketten zu konfigurieren und zu optimieren, um eine effiziente Ausführung und optimale Ressourcenzuweisung zu erreichen.

Agents

  • Kommunikation und Interaktion mit mehreren Agents: LangChain unterstützt die Erstellung und Bereitstellung mehrerer Agents für das Sprachverständnis und damit eine komplexe Zusammenarbeit und Koordination zwischen Modellen.
  • Zentrale Agent-Koordination: Ermöglicht die zentrale Koordination und Überwachung von Agents für das Sprachverständnis (Spracherkennung) und sorgt für eine effiziente Aufgabenverteilung und Ressourcenverwaltung innerhalb von Systemen mit mehreren Agents.

Arbeitsspeicher

  • Erweiterbarer externer Speicher: Benutzerdefinierte externe Speichermodule können eingebunden werden, sodass Nutzer die Speicherverwaltung erweitern und an bestimmte Anforderungen anpassen können.
  • Adaptive Kontextzuweisung: LangChain verwendet adaptive Algorithmen für die Arbeitsspeicherzuweisung, wodurch die Ressourcennutzung für eine effiziente Kontextspeicherung und ‑abfrage optimiert wird.

LangChain: Anwendungen und Beispiele

Die Flexibilität und Modularität von LangChain prädestinieren es für die Erstellung verschiedenster LLM-basierter Anwendungen in verschiedenen Bereichen. Häufige Anwendungen und Beispiele:

Chatbots und konversationelle Agents

Entwicklung komplexer Chatbots, die den Kontext beibehalten, Fragen beantworten und Unterhaltungen in natürlicher Sprache führen können, wozu Speicher und externes Wissen in LLMs eingebunden wird.

Frage-Antwort-Systeme

Systeme entwickeln, die Informationen aus bestimmten Dokumenten oder Wissensdatenbanken abrufen und auf der Grundlage dieses Kontexts präzise Antworten liefern können.

Entwicklung von Tools, die automatisch kurze Zusammenfassungen langer Texte (Artikel, Berichte, E‑Mails usw.) erstellen können.

Datenanalyse und ‑extraktion

Anwendungen entwickeln, die mit strukturierten oder unstrukturierten Datenquellen interagieren können, um Informationen basierend auf Abfragen in natürlicher Sprache abzurufen, zu analysieren und zusammenzufassen.

Code verstehen und Unterstützung erhalten

Entwicklung von Tools, die Entwickler beim Verstehen von Code, beim Generieren von Code-Snippets und beim Debugging unterstützen können.

Systeme implementieren, die relevante externe Daten abrufen können, um die dem LLM zur Verfügung stehenden Informationen zu ergänzen, was zu genaueren und aktuelleren Antworten führt.

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