Wyodrębnianie uporządkowanych danych za pomocą wywołań funkcji

Zobacz w Google AI Uruchom w Google Colab Wyświetl źródło na GitHubie

W tym samouczku zapoznasz się z przykładem wyodrębniania uporządkowanych danych przy użyciu interfejsu Gemini API do wyodrębniania list postaci, relacji, rzeczy i miejsc z artykułu.

Konfiguracja

pip install -U -q google-generativeai
import pathlib
import textwrap

import google.generativeai as genai
import google.ai.generativelanguage as glm


from IPython.display import display
from IPython.display import Markdown

from google.api_core import retry

def to_markdown(text):
  text = text.replace('•', '  *')
  return Markdown(textwrap.indent(text, '> ', predicate=lambda _: True))

Przekaż klucz interfejsu API do pakietu SDK. Można to zrobić na dwa sposoby:

  • Umieść klucz w zmiennej środowiskowej GOOGLE_API_KEY (pakiet SDK automatycznie go stamtąd zabierze).
  • Przekaż klucz do: genai.configure(api_key=...)
try:
    # Used to securely store your API key
    from google.colab import userdata

    # Or use `os.getenv('API_KEY')` to fetch an environment variable.
    GOOGLE_API_KEY=userdata.get('GOOGLE_API_KEY')
except ImportError:
    import os
    GOOGLE_API_KEY = os.environ['GOOGLE_API_KEY']

genai.configure(api_key=GOOGLE_API_KEY)

Przykładowe zadanie

W tym samouczku pobierzesz encje z artykułów w języku naturalnym. Poniżej znajduje się przykład opowieści napisanej przez Gemini.

new_story = False

if new_story:
  model = genai.GenerativeModel(model_name='models/gemini-1.5-pro-latest')

  response = model.generate_content("""
      Write a long story about a girl with magic backpack, her family, and at
      least one other charater. Make sure everyone has names. Don't forget to
      describe the contents of the backpack, and where everyone and everything
      starts and ends up.""", request_options={'retry': retry.Retry()})
  story = response.text
  print(response.candidates[0].citation_metadata)
else:
  story = """In the quaint town of Willow Creek, nestled amidst rolling hills and whispering willows, resided a young girl named Anya. As she stepped out of the creaky wooden door of her modest cottage, her heart skipped a beat with excitement and anticipation. Today was her first day of school, and she couldn't wait to show off her prized possession - a magical backpack.\n\nHanded down to her from her grandmother, the backpack was no ordinary satchel. Its soft, emerald-green fabric shimmered with an ethereal glow, and its leather straps held secrets that only Anya knew. Within its capacious interior lay an enchanted world, filled with wonders that would ignite her imagination and change her life forever.\n\nAnya's parents, kind-hearted Elise and wise-bearded Edward, bid her farewell with warm embraces. "Remember, my dear," whispered her mother, "use your magic wisely and for good." Her father added, "Always seek knowledge, and let the backpack be your trusted companion."\n\nWith a skip in her step, Anya set off towards the town's only schoolhouse. On her way, she passed her best friend, Samuel, a curious and adventurous boy with a mischievous grin. "Hey, Anya," he called out. "Can I see your backpack?"\n\nAnya hesitated for a moment before unzipping the flap and revealing its contents. Samuel's eyes widened in amazement as he peered inside. There, nestled amidst pencils and notebooks, were a shimmering sword, a book of ancient spells, a tiny compass that always pointed north, and a magical key that could open any lock.\n\nTogether, they marveled at the backpack's wonders, promising to keep its secrets safe. As they approached the schoolhouse, Anya noticed a group of older children huddled together, their faces etched with fear. Curiosity getting the better of her, she cautiously approached.\n\n"What's wrong?" she asked.\n\nA tall, lanky boy stepped forward. "There's a monster in the forest," he stammered. "It's been terrorizing the town, attacking animals and even people."\n\nAnya's heart sank. The town of Willow Creek was small and peaceful, and the thought of a monster brought a shiver down her spine. She knew she had to do something to protect her family and friends.\n\nWithout a moment's hesitation, Anya opened her backpack and retrieved the shimmering sword. With a determined gleam in her eye, she turned to her terrified peers. "Don't worry," she said, her voice steady. "I'll take care of it."\n\nWith Samuel close behind her, Anya ventured into the shadowy depths of the forest. The trees seemed to whisper secrets as she passed, and the undergrowth rustled with unseen creatures. As they walked deeper into the forest, the air grew heavy and the ground beneath their feet trembled.\n\nSuddenly, they came to a clearing, and there before their eyes was the monster - a massive beast with sharp teeth, glowing red eyes, and claws that could crush a human with ease. The creature roared, a thunderous sound that shook the forest to its core.\n\nFear surged through Anya, but she refused to let it consume her. She drew the sword from its sheath and charged towards the monster. The blade shimmered in the sunlight, and as it struck the beast's hide, a blinding light erupted, enveloping everything in its radiance.\n\nWhen the light faded, the monster was gone, and in its place was a pile of shattered crystals. Anya had defeated the creature with the magic of her backpack, proving that even the smallest of objects could hold the greatest of powers.\n\nAs she and Samuel returned to the town, they were greeted as heroes. The people of Willow Creek rejoiced, and the legend of Anya, the girl with the magic backpack, was passed down through generations. And so, Anya continued her adventures, using the backpack's wonders to make the world a better place, one magical step at a time."""
to_markdown(story)

W urokliwej miejscowości Willow Creek otoczonej falistymi wzgórzami i szepczącymi wierzbami mieszkała młoda dziewczyna Anya. Gdy wyszła ze skrzypiących, drewnianych drzwi do swojego skromnego domku, jej serce biło mocniej z podekscytowania i wyczekiwania. Dziś była jej pierwszy dzień w szkole i nie mogła się doczekać, by pochwalić się swoim cennym urządzeniem – magicznym plecakiem.

Plecak przekazywany jej przez babcię nie był zwyczajną torbą. Miękka, szmaragdowo-zielona tkanina mieniła się eterią, a skórzane paski skrywały tajemnice, które znała tylko Anya. W przestronnym wnętrzu kryje się zaczarowany świat pełen cudów, które pobudziłyby jej wyobraźnię i na zawsze zmieniły jej życie.

Rodzice Anyi, życzliwa Elise i mądry Edward, życzą jej pożegnanie ciepłymi uściskami. „Pamiętaj, kochanie” – szepnęła mama. „Używaj swojej magii mądrze i dobroczynnie”. Ojciec dodał: „Zawsze szukaj informacji i niech plecak będzie Twoim zaufanym towarzyszem”.

Po tym kroku Anya ruszyła w kierunku jedynej szkoły w mieście. Po drodze wyprzedziła swojego najlepszego przyjaciela Samuela – ciekawego i pełnego przygód chłopca z psotnym uśmiechem. – Hej, Ania – zawołał. „Widzę twój plecak?”

Anya przez chwilę zawahała się, zanim rozpakowała klapkę i pokazała jej zawartość. Oczy Samuela rozszerzyły się z zachwytu, gdy zajrzał do środka. Znajdował się tam między ołówkami i notatnikami migoczący miecz, księga starożytnych zaklęć, malutki kompas, który zawsze wskazywał północ, oraz magiczny klucz, który otwierał wszelkie zamki.

Razem zachwycali się cudami plecaka, obiecując dochować tajemnicy. Gdy zbliżyli się do szkoły, Anya zauważyła grupkę starszych dzieci z twarzami pełnymi strachu. Ciekawość coraz bardziej jej szkodzi, dlatego podeszła ostrożnie.

„Co jest nie tak?” – spytała.

Wysoki, niski chłopiec pojawił się przed siebie. „W lesie jest potwór” – wyjąkał. „Terroryzował miasto, atakował zwierzęta, a nawet ludzi”.

Ania zabiło mi serce. Miasto Willow Creek było małe i spokojne, a myśl o potworze sprawiła, że drżyły jej dreszczowce. Wiedziała, że musi coś zrobić, aby chronić swoją rodzinę i znajomych.

W tej chwili Ania otworzyła plecak i odebrała migoczący miecz. Z determinacją zwróciła się do przerażonych rówieśników. „Nie martw się” – powiedziała niewyraźnie. „Zajmę się tym”.

Z Samuelem tuż za nią Anya wyruszyła w ciemne głębiny lasu. Wydawało się, że w trakcie swojej podróży drzewa szeptały tajemnice, a w roślinach tłumiły niewidoczne stworzenia. W miarę jak znajdowali się w głębi lasu, powietrze rosło, a podłoga zadrżała.

Nagle doszli na polanę, a przed ich oczami pojawił się potwór – olbrzymia bestia z ostrymi zębami, świecącymi czerwonymi oczami i pazupami, które z łatwością zmiażdżyły ludzi. Stworzenie ryczało, jakby grzmoty, które wstrząsnęły lasem.

Ania przepełniła się strachem, ale nie pozwoliła, by ją ogarnęła. Wyciągnęła miecz z pochwy i ruszyła w stronę potwora. Ostrze migotło w słońcu, a gdy uderzyła w skórę bestii, wybuchło oślepliwe światło, które otaczało wszystko w swoim blasku.

Gdy światło zaniknęło, potwór zniknął, a w jego miejscu była stos rozpadniętych kryształów. Anya pokonała stworzenie za pomocą magii swojego plecaka, udowadniając, że nawet najmniejsze przedmioty kryją w sobie największe moce.

Gdy ona i Samuel wrócili do miasta, zostali powitani jako bohaterowie. Mieszkańcy Willow Creek mieli radość, a legenda o Anyi, dziewczynce z magicznym plecakiem, była przekazywana z pokolenia na pokolenie. Anya kontynuowała swoje przygody, wykorzystując cuda plecaka do zmiany świata na lepsze, krok po kroku.

Korzystanie z języka naturalnego

Duże modele językowe to zaawansowane, wielozadaniowe narzędzia. Często wystarczy, że poprosisz Gemini o pomoc, a już Ci nie pomoże.

Podczas generowania struktur danych w ten sposób musisz zwrócić uwagę na kilka kwestii:

  • Czasami analiza składniowa kończy się niepowodzeniem.
  • Nie można ściśle egzekwować tego schematu.

Rozwiąż je w następnej sekcji. Zacznij od prostego promptu w języku naturalnym ze schematem napisanym w formie tekstu. Ta opcja nie została zoptymalizowana:

model = model = model = genai.GenerativeModel(
    model_name='models/gemini-1.5-pro-latest')

response = model.generate_content(
  textwrap.dedent("""\
    Please return JSON describing the the people, places, things and relationships from this story using the following schema:

    {"people": list[PERSON], "places":list[PLACE], "things":list[THING], "relationships": list[RELATIONSHIP]}

    PERSON = {"name": str, "description": str, "start_place_name": str, "end_place_name": str}
    PLACE = {"name": str, "description": str}
    THING = {"name": str, "description": str, "start_place_name": str, "end_place_name": str}
    RELATIONSHIP = {"person_1_name": str, "person_2_name": str, "relationship": str}

    All fields are required.

    Important: Only return a single piece of valid JSON text.

    Here is the story:

    """) + story,
  generation_config={'response_mime_type':'application/json'}
)
response.text
'{"people": [\n    {\n        "name": "Anya",\n        "description": "A young girl who lives in the town of Willow Creek with her parents, Elise and Edward. She possesses a magical backpack that was handed down to her from her grandmother.",\n        "start_place_name": "Willow Creek",\n        "end_place_name": "Willow Creek"\n    },\n    {\n        "name": "Elise",\n        "description": "Anya\'s kind-hearted mother",\n        "start_place_name": "Willow Creek",\n        "end_place_name": "Willow Creek"\n    },\n    {\n        "name": "Edward",\n        "description": "Anya\'s wise-bearded father",\n        "start_place_name": "Willow Creek",\n        "end_place_name": "Willow Creek"\n    },\n    {\n        "name": "Samuel",\n        "description": "Anya\'s best friend, a curious and adventurous boy with a mischievous grin.",\n        "start_place_name": "Willow Creek",\n        "end_place_name": "Willow Creek"\n    },\n    {\n        "name": "Monster",\n        "description": "A massive beast with sharp teeth, glowing red eyes, and claws that could crush a human with ease.",\n        "start_place_name": "Forest",\n        "end_place_name": "Forest"\n    }\n], "places": [\n    {\n        "name": "Willow Creek",\n        "description": "A quaint town nestled amidst rolling hills and whispering willows."\n    },\n    {\n        "name": "Forest",\n        "description": "A shadowy place with rustling undergrowth and whispering trees."\n    },\n    {\n        "name": "Schoolhouse",\n        "description": "The only school in the town of Willow Creek."\n    },\n    {\n        "name": "Anya\'s home",\n        "description": "A modest cottage with a creaky wooden door."\n    }\n], "things": [\n    {\n        "name": "Magic backpack",\n        "description": "A magical backpack that was handed down to Anya from her grandmother. Its soft, emerald-green fabric shimmered with an ethereal glow, and its leather straps held secrets that only Anya knew.",\n        "start_place_name": "Anya\'s home",\n        "end_place_name": "Forest"\n    },\n    {\n        "name": "Shimmering sword",\n        "description": "A sword that shimmered in the sunlight and could strike with blinding light.",\n        "start_place_name": "Magic backpack",\n        "end_place_name": "Forest"\n    },\n    {\n        "name": "Book of ancient spells",\n        "description": "A book that contained ancient spells.",\n        "start_place_name": "Magic backpack",\n        "end_place_name": "Forest"\n    },\n    {\n        "name": "Tiny compass",\n        "description": "A compass that always pointed north.",\n        "start_place_name": "Magic backpack",\n        "end_place_name": "Forest"\n    },\n    {\n        "name": "Magical key",\n        "description": "A key that could open any lock.",\n        "start_place_name": "Magic backpack",\n        "end_place_name": "Forest"\n    },\n    {\n        "name": "Shattered crystals",\n        "description": "The remains of the monster after it was defeated by Anya\'s magic backpack.",\n        "start_place_name": "Forest",\n        "end_place_name": "Forest"\n    }\n], "relationships": [\n    {\n        "person_1_name": "Anya",\n        "person_2_name": "Elise",\n        "relationship": "mother-daughter"\n    },\n    {\n        "person_1_name": "Anya",\n        "person_2_name": "Edward",\n        "relationship": "father-daughter"\n    },\n    {\n        "person_1_name": "Anya",\n        "person_2_name": "Samuel",\n        "relationship": "best friends"\n    }\n]}'

Zwrócono ciąg znaków JSON. Spróbuj go przeanalizować:

import json

print(json.dumps(json.loads(response.text), indent=4))
{
    "people": [
        {
            "name": "Anya",
            "description": "A young girl who lives in the town of Willow Creek with her parents, Elise and Edward. She possesses a magical backpack that was handed down to her from her grandmother.",
            "start_place_name": "Willow Creek",
            "end_place_name": "Willow Creek"
        },
        {
            "name": "Elise",
            "description": "Anya's kind-hearted mother",
            "start_place_name": "Willow Creek",
            "end_place_name": "Willow Creek"
        },
        {
            "name": "Edward",
            "description": "Anya's wise-bearded father",
            "start_place_name": "Willow Creek",
            "end_place_name": "Willow Creek"
        },
        {
            "name": "Samuel",
            "description": "Anya's best friend, a curious and adventurous boy with a mischievous grin.",
            "start_place_name": "Willow Creek",
            "end_place_name": "Willow Creek"
        },
        {
            "name": "Monster",
            "description": "A massive beast with sharp teeth, glowing red eyes, and claws that could crush a human with ease.",
            "start_place_name": "Forest",
            "end_place_name": "Forest"
        }
    ],
    "places": [
        {
            "name": "Willow Creek",
            "description": "A quaint town nestled amidst rolling hills and whispering willows."
        },
        {
            "name": "Forest",
            "description": "A shadowy place with rustling undergrowth and whispering trees."
        },
        {
            "name": "Schoolhouse",
            "description": "The only school in the town of Willow Creek."
        },
        {
            "name": "Anya's home",
            "description": "A modest cottage with a creaky wooden door."
        }
    ],
    "things": [
        {
            "name": "Magic backpack",
            "description": "A magical backpack that was handed down to Anya from her grandmother. Its soft, emerald-green fabric shimmered with an ethereal glow, and its leather straps held secrets that only Anya knew.",
            "start_place_name": "Anya's home",
            "end_place_name": "Forest"
        },
        {
            "name": "Shimmering sword",
            "description": "A sword that shimmered in the sunlight and could strike with blinding light.",
            "start_place_name": "Magic backpack",
            "end_place_name": "Forest"
        },
        {
            "name": "Book of ancient spells",
            "description": "A book that contained ancient spells.",
            "start_place_name": "Magic backpack",
            "end_place_name": "Forest"
        },
        {
            "name": "Tiny compass",
            "description": "A compass that always pointed north.",
            "start_place_name": "Magic backpack",
            "end_place_name": "Forest"
        },
        {
            "name": "Magical key",
            "description": "A key that could open any lock.",
            "start_place_name": "Magic backpack",
            "end_place_name": "Forest"
        },
        {
            "name": "Shattered crystals",
            "description": "The remains of the monster after it was defeated by Anya's magic backpack.",
            "start_place_name": "Forest",
            "end_place_name": "Forest"
        }
    ],
    "relationships": [
        {
            "person_1_name": "Anya",
            "person_2_name": "Elise",
            "relationship": "mother-daughter"
        },
        {
            "person_1_name": "Anya",
            "person_2_name": "Edward",
            "relationship": "father-daughter"
        },
        {
            "person_1_name": "Anya",
            "person_2_name": "Samuel",
            "relationship": "best friends"
        }
    ]
}

Jest to stosunkowo proste i często się sprawdza, ale można go zwiększyć, definiując schemat za pomocą funkcji wywoływania funkcji interfejsu API.

Używaj wywołań funkcji

Jeśli nie znasz jeszcze samouczka dotyczącego podstaw wywoływania funkcji, zapoznaj się z nim w pierwszej kolejności.

Dzięki funkcji wywołującej Twoją funkcję i jej parametry są opisane dla interfejsu API jako glm.FunctionDeclaration. W podstawowych przypadkach pakiet SDK może utworzyć FunctionDeclaration na podstawie funkcji i jej adnotacji. SDK nie obsługuje obecnie opisu zagnieżdżonych parametrów OBJECT (dict). Dlatego na razie musisz wyraźnie określić te opcje.

Zdefiniuj schemat

Najpierw zdefiniuj person jako obiekt z polami ciągu znaków name, description, start_place_name oraz end_place_name.

person = glm.Schema(
    type = glm.Type.OBJECT,
    properties = {
        'name':  glm.Schema(type=glm.Type.STRING),
        'description':  glm.Schema(type=glm.Type.STRING),
        'start_place_name': glm.Schema(type=glm.Type.STRING),
        'end_place_name': glm.Schema(type=glm.Type.STRING)
    },
    required=['name', 'description', 'start_place_name', 'end_place_name']
)

Następnie zdefiniuj osoby jako ARRAY z person obiektów:

people = glm.Schema(
    type=glm.Type.ARRAY,
    items=person
)

Następnie zrób to samo w przypadku każdego elementu, który chcesz wyodrębnić:

place = glm.Schema(
    type = glm.Type.OBJECT,
    properties = {
        'name':  glm.Schema(type=glm.Type.STRING),
        'description':  glm.Schema(type=glm.Type.STRING),
    }
)

places = glm.Schema(
    type=glm.Type.ARRAY,
    items=place
)
thing = glm.Schema(
  type = glm.Type.OBJECT,
  properties = {
      'name':  glm.Schema(type=glm.Type.STRING),
      'description':  glm.Schema(type=glm.Type.STRING),
  }
)

things = glm.Schema(
    type=glm.Type.ARRAY,
    items=thing
)
relationship = glm.Schema(
    type = glm.Type.OBJECT,
    properties = {
        'person_1_name':  glm.Schema(type=glm.Type.STRING),
        'person_2_name':  glm.Schema(type=glm.Type.STRING),
        'relationship':  glm.Schema(type=glm.Type.STRING),
    }
)

relationships = glm.Schema(
    type=glm.Type.ARRAY,
    items=relationship
)

Teraz skompiluj FunctionDeclaration:

add_to_database = glm.FunctionDeclaration(
    name="add_to_database",
    description=textwrap.dedent("""\
        Adds entities to the database.
        """),
    parameters=glm.Schema(
        type=glm.Type.OBJECT,
        properties = {
            'people': people,
            'places': places,
            'things': things,
            'relationships': relationships
        }
    )
)

Wywoływanie interfejsu API

Tak jak w sekcji Podstawowe informacje o wywoływaniu funkcji, można teraz przekazać argument FunctionDeclaration do argumentu tools konstruktora genai.GenerativeModel (konstruktor akceptuje również równoważną reprezentację deklaracji funkcji w formacie JSON):

model = model = genai.GenerativeModel(
    model_name='models/gemini-1.5-pro-latest',
    tools = [add_to_database])

Za każdym razem, gdy wywołujesz interfejs API, pakiet SDK wysyła narzędzia wraz z Twoim promptem, a model powinien wywoływać zdefiniowaną przez Ciebie funkcję:

result = model.generate_content(f"""
Please add the people, places, things, and relationships from this story to the database:

{story}
""",
# Force a function call
tool_config={'function_calling_config':'ANY'})

Nie ma tekstu do przeanalizowania. Efektem jest struktura danych.

'text' in result.candidates[0].content.parts[0]
False
'function_call' in result.candidates[0].content.parts[0]
True
fc = result.candidates[0].content.parts[0].function_call
print(type(fc))
<class 'google.ai.generativelanguage_v1beta.types.content.FunctionCall'>

Klasa glm.FunctionCall jest oparta na buforach protokołów Google i przekonwertuj ją do bardziej znanego obiektu zgodnego z formatem JSON:

print(json.dumps(type(fc).to_dict(fc), indent=4))
{
    "name": "add_to_database",
    "args": {
        "things": [
            {
                "name": "Magical Backpack",
                "description": "Anya's prized possession, the Magical Backpack, is no ordinary satchel. Its soft, emerald-green fabric shimmers with an ethereal glow, and its leather straps have secrets that only Anya knows. Within its capacious interior lay an enchanted world, filled with wonders that would ignite her imagination and change her life forever."
            },
            {
                "name": "Shimmering Sword",
                "description": "Among the wonders in Anya's Magical Backpack, lies a shimmering sword. With a determined gleam in her eye, she retrieved the shimmering sword and charged towards the monster."
            },
            {
                "description": "Residing within the Magical Backpack, the Book of Ancient Spells holds secrets untold.",
                "name": "Book of Ancient Spells"
            },
            {
                "description": "Tucked away in the Magical Backpack is a tiny compass that always points north.",
                "name": "Tiny Compass that Always Points North"
            },
            {
                "description": "Hidden within the Magical Backpack is a magical key that can open any lock.",
                "name": "Magical Key that Can Open Any Lock"
            }
        ],
        "relationships": [
            {
                "relationship": "Mother-Daughter",
                "person_1_name": "Anya",
                "person_2_name": "Elise"
            },
            {
                "person_2_name": "Edward",
                "relationship": "Father-Daughter",
                "person_1_name": "Anya"
            },
            {
                "person_2_name": "Samuel",
                "person_1_name": "Anya",
                "relationship": "Best Friends"
            }
        ],
        "people": [
            {
                "name": "Anya",
                "description": "Anya, the main character of the story, is a young girl with a magical backpack.",
                "start_place_name": "Willow Creek",
                "end_place_name": "Unknown"
            },
            {
                "name": "Elise",
                "description": "Anya's mother, Elise is a kind-hearted woman.",
                "end_place_name": "Unknown",
                "start_place_name": "Willow Creek"
            },
            {
                "start_place_name": "Willow Creek",
                "end_place_name": "Unknown",
                "name": "Edward",
                "description": "Anya's father, Edward is a wise-bearded man."
            },
            {
                "end_place_name": "Unknown",
                "start_place_name": "Willow Creek",
                "description": "Anya's best friend, Samuel is a curious and adventurous boy with a mischievous grin.",
                "name": "Samuel"
            }
        ],
        "places": [
            {
                "description": "The quaint town of Willow Creek is nestled amidst rolling hills and whispering willows.",
                "name": "Willow Creek"
            },
            {
                "description": "The town's only schoolhouse.",
                "name": "Schoolhouse"
            },
            {
                "description": "A shadowy place filled with secrets and dangers, the Forest is home to a terrifying monster.",
                "name": "Forest"
            }
        ]
    }
}

Podsumowanie

Interfejs API może rozwiązywać problemy z wyodrębnianiem uporządkowanych danych z użyciem samego tekstu i wyjściowych danych wyjściowych, ale korzystanie z wywołań funkcji jest zwykle bardziej niezawodne, ponieważ umożliwia zdefiniowanie rygorystycznego schematu i eliminuje potencjalnie podatny na błędy krok analizy.