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AI Agents · Aula

Construindo um agente aumentado por conhecimento

De ponta a ponta: vinculação de entidades → consulta ao grafo → síntese da resposta.

Construindo um agente aumentado por conhecimento é uma aula grátis de AI Agents no CoddyKit. Esta é a aula 4 de 4. Você pode ler a aula completa abaixo gratuitamente — depois pratica ao vivo no navegador com um editor de código integrado e um tutor de IA 24/7. Faz parte do caminho de aprendizado de AI Agents, e seu progresso é sincronizado entre a web e o app CoddyKit. O curso de AI Agents inclui 4 aulas no total.

O Que É um Agente Enriquecido com Conhecimento?

Um agente enriquecido com conhecimento aprimora suas respostas usando uma base de conhecimento. Quando recebe uma pergunta, o agente extrai entidades, consulta-as em um grafo de conhecimento, encontra documentos relevantes por meio da busca vetorial e fornece todo o contexto ao LLM para gerar uma resposta rica e fundamentada.

O Fluxo Completo de Recuperação

O fluxo do agente: 1 receber a pergunta → 2 extrair entidades → 3 consultar o grafo para obter o contexto das entidades → 4 fazer uma busca vetorial por documentos relevantes → 5 combinar todo o contexto → 6 o LLM gera a resposta.

from dataclasses import dataclass, field
from typing import List, Dict, Any

@dataclass
class RetrievalContext:
    question: str
    entities: List[str] = field(default_factory=list)
    graph_context: Dict[str, Any] = field(default_factory=dict)
    vector_documents: List[Dict] = field(default_factory=list)
    combined_context: str = ''
    answer: str = ''
    sources_used: List[str] = field(default_factory=list)

# The agent will populate this object as it works through the pipeline
ctx = RetrievalContext(question='What AI projects is Sam Altman known for?')
print('RetrievalContext created:', ctx.question)

Etapa 1: Extração de Entidades

Extraia as entidades nomeadas da pergunta. Essas entidades se tornam as âncoras para a consulta ao grafo. Use o spaCy para obter velocidade e um LLM para casos complexos ou entidades específicas do domínio.

import spacy

nlp = spacy.load('en_core_web_sm')

def extract_question_entities(question: str) -> List[str]:
    doc = nlp(question)
    entities = list({
        ent.text for ent in doc.ents
        if ent.label_ in ['PERSON', 'ORG', 'GPE', 'PRODUCT', 'WORK_OF_ART']
    })
    return entities

def extract_entities_with_llm_fallback(question: str, client) -> List[str]:
    spacy_entities = extract_question_entities(question)
    
    if spacy_entities:
        return spacy_entities
    
    # Fallback to LLM for questions where spaCy finds nothing
    import json
    response = client.chat.completions.create(
        model='gpt-4o-mini',
        messages=[{
            'role': 'user',
            'content': f'Extract named entities (people, companies, technologies) from: "{question}". Return JSON: {{"entities": ["name1", "name2"]}}'
        }],
        response_format={'type': 'json_object'}
    )
    result = json.loads(response.choices[0].message.content)
    return result.get('entities', [])

question = 'What AI projects is Sam Altman known for?'
entities = extract_question_entities(question)
print('Extracted entities:', entities)

Etapa 2: Consulta ao Grafo

Para cada entidade extraída, consulte o grafo de conhecimento para obter suas propriedades e relações. Isso fornece ao LLM fatos de contexto que ele não pode inventar.

from neo4j import GraphDatabase

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

def get_rich_entity_context(entity_name: str) -> dict:
    with driver.session() as session:
        # Get entity + its relationships
        result = session.run(
            'MATCH (n {name: $name}) '
            'OPTIONAL MATCH (n)-[r]->(target) '
            'RETURN n, labels(n) AS labels, '
            'COLLECT({rel: type(r), target_name: target.name, target_label: labels(target)}) AS outgoing '
            'LIMIT 1',
            name=entity_name
        )
        record = result.single()
        if not record:
            return {'found': False, 'name': entity_name}
        
        return {
            'found': True,
            'name': entity_name,
            'labels': record['labels'],
            'properties': dict(record['n']),
            'connections': [
                c for c in record['outgoing'] if c.get('target_name')
            ][:10]
        }

def format_entity_context_for_llm(entity_ctx: dict) -> str:
    if not entity_ctx.get('found'):
        return f'No knowledge graph data found for "{entity_ctx["name"]}"'
    
    props = entity_ctx.get('properties', {})
    connections = entity_ctx.get('connections', [])
    conn_strs = [f"{c['rel']} -> {c['target_name']}" for c in connections[:5]]
    
    return (
        f"Entity: {entity_ctx['name']} ({', '.join(entity_ctx['labels'])})\n"
        f"Properties: {props}\n"
        f"Relationships: {'; '.join(conn_strs)}"
    )

Etapa 3: Busca Vetorial

Execute uma busca vetorial com a pergunta original para encontrar os documentos semanticamente mais relevantes na sua base de conhecimento. Esses documentos fornecem evidências de apoio para a resposta.

import chromadb
import openai

client = openai.OpenAI(api_key='sk-...')
chroma_client = chromadb.Client()
collection = chroma_client.get_or_create_collection('knowledge_base')

def vector_search(query: str, top_k: int = 5) -> list:
    response = client.embeddings.create(
        model='text-embedding-3-small',
        input=query
    )
    query_embedding = response.data[0].embedding
    
    results = collection.query(
        query_embeddings=[query_embedding],
        n_results=top_k,
        include=['documents', 'metadatas', 'distances']
    )
    
    documents = []
    for i in range(len(results['ids'][0])):
        documents.append({
            'text': results['documents'][0][i],
            'metadata': results['metadatas'][0][i],
            'distance': results['distances'][0][i],
            'relevance': 1 - results['distances'][0][i]  # Convert distance to similarity
        })
    
    return documents

print('Vector search function defined')

Etapa 4: Combinando o Contexto

Reúna o contexto do grafo e os documentos vetoriais em um único texto de contexto bem estruturado. A ordem é importante: primeiro os fatos do grafo (alta precisão), depois os documentos vetoriais (ampla cobertura).

def combine_context(question: str, graph_contexts: dict, vector_docs: list) -> str:
    sections = []
    
    # Graph facts section
    if graph_contexts:
        graph_parts = ['### Knowledge Graph Facts']
        for entity_name, ctx in graph_contexts.items():
            graph_parts.append(format_entity_context_for_llm(ctx))
        sections.append('\n'.join(graph_parts))
    
    # Vector documents section
    if vector_docs:
        doc_parts = ['### Relevant Documents']
        for i, doc in enumerate(vector_docs[:4]):
            title = doc.get('metadata', {}).get('title', f'Document {i+1}')
            text = doc['text'][:800]  # Limit per document
            relevance = doc.get('relevance', 0)
            doc_parts.append(f'**{title}** (relevance: {relevance:.2f})\n{text}')
        sections.append('\n'.join(doc_parts))
    
    context = '\n\n'.join(sections)
    # Total context budget: ~8000 tokens ~ 32000 chars
    if len(context) > 32000:
        context = context[:32000]
    
    return context

Etapa 5: Geração de Respostas pelo LLM

Envie o contexto combinado ao LLM como uma mensagem do sistema ou um contexto do usuário. Instrua-o a usar as informações fornecidas e a citar a fonte de cada fato.

import openai

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

def generate_answer(question: str, combined_context: str) -> str:
    system_prompt = (
        'You are a knowledgeable assistant. Answer the question using ONLY the provided context. '
        'Cite your sources by mentioning whether a fact came from the knowledge graph or a specific document. '
        'If the context does not contain enough information, say so clearly.'
    )
    
    user_message = (
        f'Context:\n{combined_context}\n\n'
        f'Question: {question}\n\n'
        'Please answer based on the context above.'
    )
    
    response = client.chat.completions.create(
        model='gpt-4o-mini',
        messages=[
            {'role': 'system', 'content': system_prompt},
            {'role': 'user', 'content': user_message}
        ],
        temperature=0.1  # Low temperature for factual answers
    )
    return response.choices[0].message.content

Orquestrador Completo do Agente

A função orquestradora conecta todas as etapas. Ela recebe uma pergunta, executa o fluxo completo e retorna um resultado estruturado com a resposta e o contexto utilizado.

async def knowledge_augmented_agent(question: str) -> RetrievalContext:
    ctx = RetrievalContext(question=question)
    
    # Step 1: Extract entities
    ctx.entities = extract_question_entities(question)
    print(f'Entities: {ctx.entities}')
    
    # Steps 2 & 3: Graph + Vector in parallel
    import asyncio
    from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
    
    executor = ThreadPoolExecutor(max_workers=4)
    loop = asyncio.get_event_loop()
    
    async def graph_step():
        contexts = {}
        for entity in ctx.entities:
            context = await loop.run_in_executor(executor, get_rich_entity_context, entity)
            if context.get('found'):
                contexts[entity] = context
        return contexts
    
    async def vector_step():
        return await loop.run_in_executor(executor, vector_search, question, 5)
    
    ctx.graph_context, ctx.vector_documents = await asyncio.gather(
        graph_step(), vector_step()
    )
    
    # Step 4: Combine
    ctx.combined_context = combine_context(
        question, ctx.graph_context, ctx.vector_documents
    )
    
    # Step 5: Generate answer
    ctx.answer = generate_answer(question, ctx.combined_context)
    
    return ctx

Lidando com a Recuperação Vazia

Quando a base de conhecimento não tem informações relevantes, o agente deve informar isso claramente em vez de inventar informações. Verifique se a recuperação retornou resultados úteis antes de chamar o LLM.

def check_retrieval_quality(graph_contexts: dict, vector_docs: list, threshold: float = 0.7) -> dict:
    has_graph = len(graph_contexts) > 0
    
    # Filter vector docs below relevance threshold
    high_quality_docs = [d for d in vector_docs if d.get('relevance', 0) >= threshold]
    
    return {
        'has_graph_context': has_graph,
        'graph_entity_count': len(graph_contexts),
        'vector_doc_count': len(high_quality_docs),
        'retrieval_quality': 'high' if (has_graph or len(high_quality_docs) >= 2) else 'low',
        'usable_docs': high_quality_docs
    }

def answer_with_fallback(question: str, graph_contexts: dict, vector_docs: list) -> str:
    quality = check_retrieval_quality(graph_contexts, vector_docs)
    
    if quality['retrieval_quality'] == 'low':
        return (
            f'I don\'t have enough information in my knowledge base to answer '
            f'"{question}" confidently. '
            'Please ensure relevant documents are indexed or the knowledge graph '
            'contains the required entities.'
        )
    
    context = combine_context(question, graph_contexts, quality['usable_docs'])
    return generate_answer(question, context)

Armazenando Resultados de Recuperação em Cache

Armazene em cache as consultas de entidades e os resultados da busca vetorial para evitar chamadas de API caras e repetidas para perguntas semelhantes. Use um TTL para que os dados desatualizados sejam atualizados periodicamente.

import hashlib
import json
from datetime import datetime, timedelta

class RetrievalCache:
    def __init__(self, ttl_minutes: int = 60):
        self.cache = {}
        self.ttl = timedelta(minutes=ttl_minutes)
    
    def _key(self, namespace: str, value: str) -> str:
        return hashlib.md5(f'{namespace}:{value}'.encode()).hexdigest()
    
    def get(self, namespace: str, value: str):
        key = self._key(namespace, value)
        entry = self.cache.get(key)
        if entry and datetime.now() - entry['ts'] < self.ttl:
            return entry['data']
        return None
    
    def set(self, namespace: str, value: str, data):
        key = self._key(namespace, value)
        self.cache[key] = {'data': data, 'ts': datetime.now()}

cache = RetrievalCache(ttl_minutes=30)

def cached_graph_lookup(entity: str) -> dict:
    cached = cache.get('graph', entity)
    if cached:
        print(f'Cache hit for entity: {entity}')
        return cached
    result = get_rich_entity_context(entity)
    cache.set('graph', entity, result)
    return result

print('Retrieval cache initialized')

Registro e Observabilidade

Registre cada etapa da recuperação para que você possa diagnosticar por que uma resposta foi boa ou ruim. Registre quais entidades foram encontradas, quantos documentos foram recuperados, suas pontuações de relevância e a resposta final.

import logging
import json
from datetime import datetime

logger = logging.getLogger('ka_agent')

def log_agent_run(ctx: 'RetrievalContext', duration_ms: float):
    logger.info(json.dumps({
        'timestamp': datetime.utcnow().isoformat(),
        'question': ctx.question,
        'entities_found': ctx.entities,
        'graph_entities_resolved': list(ctx.graph_context.keys()),
        'vector_docs_retrieved': len(ctx.vector_documents),
        'vector_doc_relevances': [
            round(d.get('relevance', 0), 3)
            for d in ctx.vector_documents
        ],
        'context_length_chars': len(ctx.combined_context),
        'answer_length_chars': len(ctx.answer),
        'duration_ms': round(duration_ms, 1)
    }))

print('Observability logging configured')

Verificação de conhecimento: agente enriquecido com conhecimento

Teste sua compreensão sobre a criação de agentes enriquecidos com conhecimento.

Resumo do agente enriquecido com conhecimento

Um agente enriquecido com conhecimento combina extração de entidades, percurso em grafo e busca vetorial em um fluxo que fornece ao LLM um contexto rico e fundamentado. O resultado são respostas mais precisas e menos propensas a alucinações, sustentadas por dados reais da sua base de conhecimento. Principais adições: armazenamento em cache, tratamento de contingência para recuperações vazias e registro estruturado para observabilidade.

Perguntas Frequentes

A aula “Construindo um agente aumentado por conhecimento” é grátis?

Sim — o texto completo de “Construindo um agente aumentado por conhecimento” é grátis para ler aqui na web. Para praticá-la interativamente (um editor de código integrado e um tutor de IA 24/7) e desbloquear o restante do curso de AI Agents, atualize para CoddyKit PRO. O curso de AI Agents inclui 4 aulas no total.

O que vou aprender em “Construindo um agente aumentado por conhecimento”?

De ponta a ponta: vinculação de entidades → consulta ao grafo → síntese da resposta. Você pratica AI Agents com código prático que executa diretamente no navegador, e um tutor de IA 24/7 responde suas dúvidas enquanto trabalha na aula.

Preciso ter experiência prévia para começar AI Agents?

Nenhuma experiência prévia é necessária. AI Agents no CoddyKit é estruturado para alunos iniciantes até avançados, então você pode começar aqui ou desde o início e aprender no seu ritmo. Esta é a aula 4 de 4.

Quanto tempo leva a aula “Construindo um agente aumentado por conhecimento”?

A maioria das aulas CoddyKit leva cerca de 5–10 minutos. Cada uma é compacta e interativa, então você faz progresso constante e retoma exatamente de onde parou entre web e app.

Posso escrever e executar código nesta aula de AI Agents?

Sim. Cada aula de AI Agents inclui um editor de código integrado, então você escreve e executa código real direto no navegador e recebe feedback de IA instantaneamente — nenhuma configuração local necessária.

Todas as aulas deste curso

  1. Extração de entidades para grafos de conhecimento
  2. Consultas Neo4j a partir de ferramentas de agentes
  3. Combinando recuperação vetorial e em grafos
  4. Construindo um agente aumentado por conhecimento
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