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AI Agents · Leçon

Combiner la recherche vectorielle et la recherche dans les graphes

Recherche hybride : similarité vectorielle + parcours des chemins du graphe pour un contexte plus riche.

Combiner la recherche vectorielle et la recherche dans les graphes est une leçon AI Agents gratuite sur CoddyKit. Ceci est la leçon 3 sur 4. Tu peux lire la leçon complète ci-dessous gratuitement — puis la pratiquer en direct dans le navigateur avec un éditeur de code intégré et un tuteur IA 24/7. Elle fait partie du parcours d'apprentissage AI Agents, et ta progression se synchronise sur le web et l'application CoddyKit. Le cours AI Agents comprend 4 leçons au total.

Pourquoi utiliser la recherche hybride ?

La recherche vectorielle trouve les contenus sémantiquement similaires, mais ne tient pas compte des relations structurées. Le parcours du graphe capture les relations, mais gère moins bien la similarité sémantique. La recherche hybride combine les deux pour fournir un contexte plus riche.

Récapitulatif de la recherche vectorielle

La recherche vectorielle convertit les requêtes et les documents en représentations vectorielles (vecteurs denses), puis trouve les documents ayant une forte similarité cosinus. Elle répond à la question Quels documents portent sur le même sujet ?

import openai
import numpy as np

client = openai.OpenAI(api_key='sk-...')

def embed(text: str) -> list:
    response = client.embeddings.create(
        model='text-embedding-3-small',
        input=text
    )
    return response.data[0].embedding

def cosine_similarity(a: list, b: list) -> float:
    a_arr = np.array(a)
    b_arr = np.array(b)
    return float(np.dot(a_arr, b_arr) / (np.linalg.norm(a_arr) * np.linalg.norm(b_arr)))

# Simple in-memory vector store
class SimpleVectorStore:
    def __init__(self):
        self.documents = []
    
    def add(self, text: str, metadata: dict):
        embedding = embed(text)
        self.documents.append({'text': text, 'embedding': embedding, 'metadata': metadata})
    
    def search(self, query: str, top_k: int = 5) -> list:
        query_emb = embed(query)
        scored = [
            (cosine_similarity(query_emb, doc['embedding']), doc)
            for doc in self.documents
        ]
        scored.sort(key=lambda x: x[0], reverse=True)
        return [doc for _, doc in scored[:top_k]]

Récapitulatif de la recherche dans le graphe

La recherche dans le graphe répond aux questions relationnelles : Qui est lié à X ?, Quelles entreprises cette personne connaît-elle ? Elle utilise des arêtes explicites plutôt que la similarité sémantique.

from neo4j import GraphDatabase

driver = GraphDatabase.driver('bolt://localhost:7687', auth=('neo4j', 'password'))

def get_entity_context(entity_name: str) -> dict:
    with driver.session() as session:
        # Get node properties
        result = session.run(
            'MATCH (n {name: $name}) RETURN n, labels(n) AS labels LIMIT 1',
            name=entity_name
        )
        record = result.single()
        if not record:
            return {}
        
        node_data = dict(record['n'])
        node_labels = record['labels']
        
        # Get connected entities
        conn_result = session.run(
            'MATCH (n {name: $name})-[r]-(connected) '
            'RETURN type(r) AS rel_type, connected.name AS connected_name, labels(connected) AS connected_labels '
            'LIMIT 20',
            name=entity_name
        )
        connections = [dict(r) for r in conn_result]
        
        return {
            'name': entity_name,
            'labels': node_labels,
            'properties': node_data,
            'connections': connections
        }

Entrelacer les résultats

Une stratégie de fusion consiste à entrelacer les résultats vectoriels et ceux du graphe : prendre le premier résultat de la recherche vectorielle, puis le premier résultat du graphe, ensuite le deuxième résultat vectoriel, et ainsi de suite. Cela garantit la contribution des deux sources.

def interleave_results(vector_results: list, graph_results: list) -> list:
    combined = []
    v_idx, g_idx = 0, 0
    
    while v_idx < len(vector_results) or g_idx < len(graph_results):
        if v_idx < len(vector_results):
            item = vector_results[v_idx]
            item['source'] = 'vector'
            combined.append(item)
            v_idx += 1
        
        if g_idx < len(graph_results):
            item = graph_results[g_idx]
            item['source'] = 'graph'
            combined.append(item)
            g_idx += 1
    
    return combined

# Example
vector_docs = [
    {'text': 'Alice led the machine learning initiative at Acme', 'score': 0.92},
    {'text': 'Machine learning best practices guide', 'score': 0.85},
]
graph_context = [
    {'name': 'Alice', 'type': 'Person', 'connections': ['Acme Corp', 'Bob']},
]

fused = interleave_results(vector_docs, graph_context)
for item in fused:
    print(f"[{item['source']}]", item.get('text') or item.get('name'))

Combinaison pondérée

Attribuez à chaque résultat un score combiné : final_score = alpha * vector_score + (1-alpha) * graph_score. Ajustez alpha selon que la similarité sémantique ou le contexte relationnel est le plus important pour votre cas d’usage.

def weighted_fusion(vector_results: list, graph_results: list, alpha: float = 0.6) -> list:
    '''
    alpha: weight for vector results (0.0 = pure graph, 1.0 = pure vector)
    '''
    all_results = []
    
    # Normalize vector scores (already in 0-1 range for cosine)
    for i, res in enumerate(vector_results):
        # Positional score: first result gets highest
        positional_score = 1.0 - (i / max(len(vector_results), 1))
        combined = alpha * res.get('score', positional_score)
        all_results.append({
            'content': res,
            'source': 'vector',
            'final_score': combined
        })
    
    # Graph results: score by relevance (e.g., connection count)
    for i, res in enumerate(graph_results):
        positional_score = 1.0 - (i / max(len(graph_results), 1))
        combined = (1 - alpha) * positional_score
        all_results.append({
            'content': res,
            'source': 'graph',
            'final_score': combined
        })
    
    # Sort by final score
    all_results.sort(key=lambda x: x['final_score'], reverse=True)
    return all_results

print('Weighted fusion function defined (alpha=0.6 favors vector)')

Fusion réciproque des rangs

La fusion réciproque des rangs (RRF) est une méthode robuste pour combiner des listes classées sans avoir besoin de normaliser les scores. Chaque document reçoit le score sum(1 / (k + rank)) dans toutes les listes.

def reciprocal_rank_fusion(result_lists: list, k: int = 60) -> list:
    '''
    result_lists: list of lists, each containing dicts with an 'id' field
    k: constant to reduce impact of high rankings (typically 60)
    '''
    scores = {}
    all_items = {}
    
    for result_list in result_lists:
        for rank, item in enumerate(result_list):
            item_id = item.get('id') or item.get('text', '')[:50]
            if item_id not in scores:
                scores[item_id] = 0.0
                all_items[item_id] = item
            scores[item_id] += 1.0 / (k + rank + 1)
    
    sorted_ids = sorted(scores.keys(), key=lambda x: scores[x], reverse=True)
    return [
        {**all_items[id_], 'rrf_score': scores[id_]}
        for id_ in sorted_ids
    ]

vector_list = [{'id': 'doc1', 'text': 'About Alice'}, {'id': 'doc3', 'text': 'About AI'}]
graph_list = [{'id': 'doc2', 'text': 'Alice connections'}, {'id': 'doc1', 'text': 'About Alice'}]

fused = reciprocal_rank_fusion([vector_list, graph_list])
for item in fused:
    print(f"{item['id']}: RRF score {item['rrf_score']:.4f}")

Recherche hybride ancrée sur les entités

Une approche hybride puissante consiste à extraire les entités de la requête, à utiliser le graphe pour obtenir le contexte associé à ces entités, puis à utiliser ce contexte pour enrichir la requête de recherche vectorielle.

import spacy

nlp = spacy.load('en_core_web_sm')

def entity_anchored_retrieval(query: str, vector_store, graph_driver) -> dict:
    # Step 1: Extract entities from query
    doc = nlp(query)
    entities = [ent.text for ent in doc.ents if ent.label_ in ['PERSON', 'ORG', 'GPE']]
    
    # Step 2: Get graph context for entities
    graph_contexts = {}
    for entity in entities:
        context = get_entity_context(entity)
        if context:
            graph_contexts[entity] = context
    
    # Step 3: Enrich query with graph context
    enriched_query = query
    if graph_contexts:
        context_str = ' '.join([
            f"{name} works at {', '.join([c['connected_name'] for c in ctx.get('connections', [])[:3]])}"
            for name, ctx in graph_contexts.items()
        ])
        enriched_query = f'{query} Context: {context_str}'
    
    # Step 4: Vector search with enriched query
    vector_results = vector_store.search(enriched_query, top_k=5)
    
    return {
        'entities_found': entities,
        'graph_contexts': graph_contexts,
        'vector_results': vector_results
    }

Créer un paquet de contexte

La dernière étape de la recherche consiste à regrouper tout le contexte (résultats vectoriels et données du graphe) dans une chaîne structurée destinée au LLM. Le LLM l’utilise pour générer une réponse complète.

def build_context_package(vector_results: list, graph_contexts: dict, max_tokens: int = 3000) -> str:
    sections = []
    
    # Graph entity context section
    if graph_contexts:
        graph_section = ['## Entity Context from Knowledge Graph']
        for entity_name, context in graph_contexts.items():
            connections = context.get('connections', [])
            conn_summary = ', '.join([
                f"{c['connected_name']} ({c['rel_type']})"
                for c in connections[:5]
            ])
            graph_section.append(f'**{entity_name}**: connected to {conn_summary}')
        sections.append('\n'.join(graph_section))
    
    # Vector search results section
    if vector_results:
        vector_section = ['## Relevant Documents']
        for i, doc in enumerate(vector_results[:5]):
            text = doc.get('text', '')[:500]  # Truncate long docs
            vector_section.append(f'{i+1}. {text}')
        sections.append('\n'.join(vector_section))
    
    context_package = '\n\n'.join(sections)
    # Rough token estimate (1 token ~ 4 chars)
    if len(context_package) > max_tokens * 4:
        context_package = context_package[:max_tokens * 4]
    
    return context_package

if __name__ == '__main__':
    demo_vector = [{'text': 'Refunds are processed within 5 business days of approval.'}]
    demo_graph = {'Acme Corp': {'connections': [{'connected_name': 'Jane Doe', 'rel_type': 'employs'}]}}
    print(build_context_package(demo_vector, demo_graph))

Recherche asynchrone en parallèle

Exécutez la recherche vectorielle et la recherche dans le graphe en parallèle à l’aide de asyncio.gather afin de réduire la latence totale. Les résultats sont disponibles simultanément.

import asyncio
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor

executor = ThreadPoolExecutor(max_workers=4)

async def async_vector_search(query: str, vector_store) -> list:
    loop = asyncio.get_event_loop()
    return await loop.run_in_executor(executor, vector_store.search, query, 5)

async def async_graph_lookup(entities: list) -> dict:
    loop = asyncio.get_event_loop()
    results = {}
    for entity in entities:
        context = await loop.run_in_executor(executor, get_entity_context, entity)
        if context:
            results[entity] = context
    return results

async def hybrid_retrieval_async(query: str, entities: list, vector_store) -> dict:
    # Run vector search and graph lookup in parallel
    vector_task = async_vector_search(query, vector_store)
    graph_task = async_graph_lookup(entities)
    
    vector_results, graph_contexts = await asyncio.gather(vector_task, graph_task)
    
    return {
        'vector': vector_results,
        'graph': graph_contexts
    }

print('Async parallel retrieval functions defined')

Mettre en cache les résultats de recherche

Mettez en cache les résultats de recherche vectorielle et les recherches dans le graphe afin d’éviter les appels d’API répétés. Utilisez un TTL court (de quelques minutes à quelques heures), car les bases de connaissances évoluent lentement, mais pas instantanément.

import hashlib
import time

class HybridRetrievalCache:
    def __init__(self, vector_ttl: int = 300, graph_ttl: int = 600):
        self.vector_cache = {}
        self.graph_cache = {}
        self.vector_ttl = vector_ttl
        self.graph_ttl = graph_ttl
    
    def _key(self, value: str) -> str:
        return hashlib.md5(value.encode()).hexdigest()[:12]
    
    def get_vector(self, query: str):
        k = self._key(query)
        entry = self.vector_cache.get(k)
        if entry and time.time() - entry['ts'] < self.vector_ttl:
            return entry['data']
        return None
    
    def set_vector(self, query: str, results: list):
        self.vector_cache[self._key(query)] = {'data': results, 'ts': time.time()}
    
    def get_graph(self, entity: str):
        k = self._key(entity)
        entry = self.graph_cache.get(k)
        if entry and time.time() - entry['ts'] < self.graph_ttl:
            return entry['data']
        return None
    
    def set_graph(self, entity: str, context: dict):
        self.graph_cache[self._key(entity)] = {'data': context, 'ts': time.time()}

cache = HybridRetrievalCache()
print('Hybrid retrieval cache initialized')

Choisir les pondérations de recherche

Ajustez le paramètre alpha (pondération de la recherche vectorielle par rapport à celle du graphe) selon le type de requête :

  • Questions de recherche factuelle (Qui a fondé OpenAI ?) → pondération plus élevée pour le graphe
  • Questions de similarité sémantique (Trouvez des documents sur la sécurité de l’IA) → pondération plus élevée pour les vecteurs
  • Questions mixtes → pondération équilibrée (alpha=0.5)
def auto_tune_alpha(query: str) -> float:
    query_lower = query.lower()
    
    # High graph weight for relational questions
    relational_keywords = [
        'who', 'founded', 'works at', 'connected to',
        'related to', 'partner', 'owns', 'acquired'
    ]
    
    # High vector weight for content questions
    content_keywords = [
        'explain', 'describe', 'what is', 'how does',
        'tell me about', 'documents about', 'find information'
    ]
    
    relational_count = sum(1 for kw in relational_keywords if kw in query_lower)
    content_count = sum(1 for kw in content_keywords if kw in query_lower)
    
    if relational_count > content_count:
        return 0.3  # Graph-heavy
    elif content_count > relational_count:
        return 0.7  # Vector-heavy
    else:
        return 0.5  # Balanced

queries = [
    'Who founded Tesla?',
    'Explain transformer architecture',
    'What companies is Elon Musk connected to?'
]
for q in queries:
    print(f'alpha={auto_tune_alpha(q):.1f} for: {q}')

Vérification des connaissances : recherche hybride

Testez votre compréhension de la combinaison de la recherche vectorielle et de la recherche dans le graphe.

Résumé de la recherche hybride

Une recherche hybride efficace combine : la recherche vectorielle pour la similarité sémantique, le parcours du graphe pour le contexte relationnel, l’extraction d’entités pour ancrer les requêtes dans le graphe, des stratégies de fusion (entrelacement, pondération, RRF) pour regrouper les résultats et une exécution asynchrone en parallèle pour réduire la latence. Le résultat est un contexte plus riche pour les réponses du LLM.

Questions Fréquemment Posées

La leçon « Combiner la recherche vectorielle et la recherche dans les graphes » est-elle gratuite ?

Oui — le texte complet de « Combiner la recherche vectorielle et la recherche dans les graphes » est gratuit à lire ici sur le web. Pour la pratiquer de manière interactive (un éditeur de code intégré et un tuteur IA 24/7) et déverrouiller le reste du cours AI Agents, passe à CoddyKit PRO. Le cours AI Agents comprend 4 leçons au total.

Qu'est-ce que j'apprendrai dans « Combiner la recherche vectorielle et la recherche dans les graphes » ?

Recherche hybride : similarité vectorielle + parcours des chemins du graphe pour un contexte plus riche. Tu pratiques AI Agents avec du code pratique que tu exécutes directement dans le navigateur, et un tuteur IA 24/7 répond à tes questions au fur et à mesure que tu avances dans la leçon.

Dois-je avoir de l'expérience pour commencer AI Agents ?

Aucune expérience préalable n'est requise. AI Agents sur CoddyKit est structuré pour les débutants jusqu'aux apprenants avancés, donc tu peux commencer ici ou depuis le début et avancer à ton rythme. Ceci est la leçon 3 sur 4.

Combien de temps prend la leçon « Combiner la recherche vectorielle et la recherche dans les graphes » ?

La plupart des leçons CoddyKit prennent environ 5–10 minutes. Chacune est courte et interactive, tu progresses régulièrement et tu repiques exactement où tu t'es arrêté sur le web et l'app.

Peux-tu écrire et exécuter du code dans cette leçon AI Agents ?

Oui. Chaque leçon AI Agents inclut un éditeur de code intégré, tu écris et exécutes du vrai code directement dans ton navigateur et tu reçois des retours IA instantanés — aucune configuration locale requise.

Toutes les leçons de ce cours

  1. Extraction d’entités pour les graphes de connaissances
  2. Requêtes Neo4j depuis les outils d’un agent
  3. Combiner la recherche vectorielle et la recherche dans les graphes
  4. Construire un agent enrichi par les connaissances
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