RAGとは？LLMとの関係性を徹底解説

2024/10/09

RAGは情報検索と生成モデルを組み合わせて、より正確で関連性の高いテキストを生成する手法です。

従来のAIは、あらかじめ学んだ知識だけを使って回答を作成しますが、RAGを使用することで、RAGを使用することで最新のデータや特定の文脈に基づいた情報を取り入れて回答を生成できるのです。

この記事ではそんなRAGに関して、特徴や仕組みについて解説していきたいと思います。

• RAGが気になる方
• AI技術を活用したい方
• 社内のIT人材が不足している方

これらに当てはまる方におすすめの記事となっています。これを読めばRAGの仕組みがわかるのはもちろん、LLMとの関係性についても丸わかりですよ。

RAG（Retrieval-Augmented Generation）とは

RAG（Retrieval-Augmented Generation）とは、大規模言語モデル（LLM）と検索技術を組み合わせることで、より高度で信頼性のあるテキスト生成を実現する技術です。

従来のLLMは膨大なデータに基づいて自然な言語生成が可能ですが、そのデータが最新情報や具体的なニーズに沿ったものであるとは限りません。

そこで、RAGは特定の質問や文脈に基づいて外部データベースからリアルタイムで情報を検索し、その情報を元に最適な応答を生成する仕組みを持っています。

RAGの仕組み

RAGは大きく検索フェーズと生成フェーズの2つのフェーズに分かれます。

検索フェーズ（Retrieval）

RAG（Retrieval-Augmented Generation）の検索フェーズ（Retrieval）は、AIが質問に答える際に外部から適切な情報を探し出すプロセスです。

このフェーズでは、AIが質問に対して持っている知識だけでなく、関連する外部データベースやドキュメントから情報を取り出し、それを基に答えを生成します。

この検索プロセスは、検索エンジンのようにキーワードに基づいて情報を引き出すだけでなく、質問内容に基づいた「意味的に関連する」データを取り出すことがポイントです。

具体的には、まずAIが入力された質問を理解し、それに関連する情報を「意味的に」近いドキュメントやデータセットからピックアップします。

例えば、質問が「2023年に新しく発表されたAI技術は？」であれば、AIは「AI技術」や「2023年」という単語だけではなく、技術的な発表や論文など意味のある情報を探します。

この検索フェーズは、特定の質問に対して最も関連性の高いデータを選び出すことにフォーカスしています。

AIは、すべての情報の中から選んだものが的確であるかを評価し、ユーザーの質問に対して適切な情報を提供する準備をします。

生成フェーズ（Generation）

RAG（Retrieval-Augmented Generation）の生成フェーズ（Generation）は、検索フェーズで取得した情報を基に、AIが実際の回答を生成するプロセスです。

このフェーズでは、検索フェーズで見つけた関連性の高いデータを取り込んで、それをユーザーの質問に応じた形で文章として整え、自然な回答を生成します。

まず、検索フェーズで取得したドキュメントやデータを元に、AIはその情報を整理し、重要なポイントを抽出します。

この段階で、AIはただのコピーではなく、情報の意味を理解し、ユーザーにとって役立つ形で情報を再構成します。

たとえば、質問が「2023年に新しく発表されたAI技術は？」であれば、検索で見つけた資料やデータから最新技術に関する内容を選び出し、それを一つの答えとしてまとめます。

生成フェーズでは、AIの自然言語処理（NLP）能力が活用され、ユーザーにとって分かりやすい、読みやすい文章として整えられます。

これにより、単にデータをリストアップするのではなく、文脈に沿った回答が提供されます。

このフェーズが重要なのは、検索で得た情報をいかにして的確でわかりやすい形にまとめるかという部分に関わってくるためです。

結果として、生成フェーズは検索フェーズのデータを元に、ユーザーの質問に対して最適な、意味の通った答えを作り出す役割を果たします。

RAGとLLMの関係は

RAG（Retrieval-Augmented Generation）とLLM（Large Language Model）は密接な関係にあります。

LLMは膨大なデータを学習し、自然な文章を生成する能力を持ちますが、最新の情報や特定の知識を持つわけではありません。RAGは、LLMに検索機能を追加することでこの弱点を補います。

具体的には、RAGはまず関連情報を外部データベースから検索し、そのデータを基にLLMが回答を生成する仕組みです。

これにより、LLMは最新で信頼性の高い情報を用いた回答が可能になります。

RAGを活用するメリット

最新情報の活用

LLMは一度学習されたデータに基づいて文章を生成するため、学習後に生まれた新しい情報や変化に対応できません。

しかし、RAGを利用すると、外部データベースやウェブ上の最新情報を検索し、それをもとに回答を生成できます。

これにより、リアルタイムで更新されるデータを反映した信頼性の高い結果を提供でき、特に急速に変わる分野での情報提供に役立ちます。

特定分野の知識強化

LLMは一般的な知識を幅広く持っていますが、特定分野に深く踏み込んだ情報は限られがちです。

RAGは、外部の専門的なデータベースや文献から関連する情報をリアルタイムで検索し、それを基に応答を生成する仕組みです。

これにより、LLMは最新の専門知識を補完し、より正確で高度な情報を提供できるようになります。

例えば、医療や法律などの専門分野で、特化した情報を反映した回答が可能になります。

信頼性と説明可能性の向上

LLMは広範なデータに基づいて生成された応答を提供しますが、その情報源が明示されないため、信頼性に欠ける場合があります。

RAGは、外部の信頼性の高いデータベースやドキュメントから直接情報を取得するため、出典を明確にしながら回答を生成できます。

これにより、回答の根拠が明示され、ユーザーが情報の正確さや信頼性を評価しやすくなるだけでなく、LLMの説明可能性が向上し、より安心して利用できる環境を提供します。

RAGの課題

RAGにはもちろん課題もあります。ここからはRAGの課題について解説します。

情報検索の精度

RAGは外部の情報源からデータを取得するため、検索結果が正確でなければ、生成されるコンテンツの品質にも悪影響を及ぼします。

特に、情報源が信頼できない場合や古い情報を基にしている場合、誤った回答が生成されるリスクがあります。このため、信頼できる情報を選別するためのアルゴリズムやフィルタリング技術の改善が必要です。

生成モデルの一貫性

AGでは情報検索と生成が連携しますが、この過程で異なる情報源からのデータが統合されるため、一貫性のない出力が生成されることがあります。

例えば、異なる情報源が対立するデータを提供する場合、モデルはどの情報を優先するかを決定するのが難しくなり、ユーザーに混乱をもたらす可能性があります。

この問題を解決するためには、情報の信頼性や優先順位を評価する機構が必要です。

スケーラビリティの問題

RAGを大規模に運用する場合、検索システムやデータベースが巨大になることが予想され、処理速度やデータ管理の効率が課題となります。

特に、リアルタイムでの情報更新や処理を求められる場面では、システムのパフォーマンスがボトルネックになる可能性があります。

RAGの応用例

カスタマーサポート

通常、顧客からの問い合わせには幅広い情報が必要となる場合がありますが、RAGを活用すれば、LLMがリアルタイムで外部のナレッジベースやFAQデータベースから適切な情報を取得し、正確かつ迅速な回答を生成できます。

これにより、特に複雑な問い合わせにも対応可能となり、顧客満足度の向上に寄与します。また、情報の出典が明確なため、信頼性の高いサポートを提供できる点も大きな利点です。

医療分野

RAG（Retrieval-Augmented Generation）は、医療分野においても非常に有効です。例えば、医師や医療スタッフが患者の症状に基づいて診断を行う際、RAGを活用することで最新の医学研究や専門知識を即座に参照しながら、適切な診断や治療法を提案できます。

これにより、医療従事者は複雑な症例にも迅速に対応でき、より正確で効果的な医療を提供可能です。

また、患者に説明する際に、信頼できる情報源からの最新データをもとにするため、治療の説明が明確で説得力を持つようになります。

金融業界

RAG（Retrieval-Augmented Generation）は、金融業界でも多くの利点があります。

例えば、投資アナリストが市場動向や企業の財務データを分析する際に、RAGを利用することで最新の情報を迅速に取得し、それに基づいた分析結果を生成できます。

このプロセスにより、アナリストは膨大な情報から必要なデータを効率よく取り出し、リアルタイムでの意思決定が可能になります。

また、顧客へのアドバイスやレポート作成においても、信頼性の高い情報源からのデータを用いることで、より正確な提案を行うことができ、顧客満足度の向上にも寄与します。

RAGのこれから

RAGは、今後のAI技術において重要な役割を果たすと期待されています。RAGは多様なデータソースと統合する能力を持っているため、今後は異なる形式のデータ（例えば、テキスト、画像、音声など）を統合してより包括的な応答を生成することが期待されています。

これにより、ユーザーはより多面的な視点から問題を考えることができ、より良い意思決定をサポートすることが可能になります。

RAGの進化はAI倫理の観点からも重要です。情報の正確性や偏りに対する懸念が高まる中、RAGはその情報源を特定し、説明可能性を提供することで、倫理的なAIの実現に寄与するでしょう。

今後のRAGの発展により、私たちの生活や仕事におけるAIの利用がさらに広がり、より良い社会の構築に向けた一助となることが期待されています。

まとめ

いかがでしたか。本日はRAGについてどのような特徴があるのかや、LLMとの関係性について解説していきました。

RAGは、LLMの限界を補完し、外部データを活用したより高精度なテキスト生成を可能にする技術です。

最新情報や専門的知識を活用できる点で、RAGは今後さらに重要な役割を果たすと期待されており、様々な産業におけるAI活用の幅を広げる鍵となります。