Tag: KI

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Ausgangssituation

Ich möchte einen virtuellen Assistenten erstellen, der auf Informationen von mehreren Webseiten basiert. Ziel ist es, aus den Daten relevante Informationen bereitzustellen und auf Fragen der Benutzer zu antworten.

Da ich keine klaren Informationen über die Struktur der Webseiteninhalte hatte, wollte ich zunächst alle Seiten vollständig speichern und später bereinigen. Die Lösung soll dynamisch erweiterbar sein und folgende Schwerpunkte abdecken:

1. Web Scraping: Automatisches Sammeln von Rohdaten von verschiedenen Webseiten.
2. Speicherung: Daten in MongoDB speichern, sowohl Rohdaten als auch bereinigte Daten.
3. Durchsuchbarkeit: Daten mit einem Full-Text-Index durchsuchbar machen.
4. KI-Integration: Eine lokale KI-Instanz (Teuken-7B von OpenGPT-X) verwenden, die mit allen 24 europäischen Amtssprachen trainiert wurde, um Benutzerfragen in natürlicher Sprache zu beantworten.
5. Benutzeroberfläche: Ein Web-Interface für eine einfache und intuitive Nutzung der Lösung.

Lösungsansatz

1. Web Scraping mit Scrapy:

   • Automatisches Sammeln von HTML-Rohdaten von mehreren Webseiten.
   • Dynamisches Einlesen von Start-URLs.
   • Bereinigung der Daten während des Scrapings (HTML-Tags entfernen, Boilerplate entfernen, Texte kürzen).

2. Datenhaltung mit MongoDB:

   • Rohdaten und bereinigte Texte wurden parallel gespeichert, um flexibel zu bleiben.
   • Full-Text-Index mit deutscher Spracheinstellung eingerichtet, um die bereinigten Texte effizient zu durchsuchen.

3. KI-Integration mit Teuken-7B:

   • Übergabe der MongoDB-Ergebnisse als Kontext an das Sprachmodell Teuken-7B.
   • Das Modell generiert eine präzise Antwort auf die Benutzerfrage, basierend auf den bereitgestellten Daten.

4. Web-App mit Flask:

   • Einfache Benutzeroberfläche, um Fragen zu stellen und KI-Antworten anzuzeigen.
   • Verbindung von Flask mit MongoDB und der KI für dynamische Abfragen.

Architektur

1. Datensammlung

• Tool: Scrapy.
• Datenquellen: Liste von Start-URLs (mehrere Domains).
• Prozess:
  1. Besuch der Startseiten.
  2. Rekursive Erfassung aller Links innerhalb der erlaubten Domains.
  3. Speicherung der Rohdaten (HTML) und bereinigten Daten (Text).

2. Datenhaltung

• Datenbank: MongoDB.
• Struktur:

  {
  "url": "https://www.example.com/about",
  "raw_html": "...",
  "cleaned_text": "This is an example text.",
  "timestamp": "2024-11-26T12:00:00Z"
  }

• Full-Text-Index:
  • Feld: cleaned_text.
  • Sprache: Deutsch.

3. Datenanalyse

• Abfragen:
  • MongoDB-Textsuche mit Unterstützung für Wortstämme (z. B. „Dienstleistung“ und „Dienstleistungen“).
  • Priorisierung der Ergebnisse nach Relevanz (score).

4. KI-Integration

• KI-Tool: Teuken-7B (OpenGPT-X).
• Prozess:
  1. Übergabe der MongoDB-Ergebnisse als Kontext an die KI.
  2. Generierung einer präzisen Antwort basierend auf der Benutzerfrage.

5. Benutzeroberfläche

• Framework: Flask.
• Funktionen:
  • Eingabeformular für Benutzerfragen.
  • Anzeige der KI-Antwort und der relevanten Daten.
  • Einfache und intuitive Navigation.

Implementierung

1. Überblick über die Implementierungsschritte

Wir setzen die zuvor beschriebenen Schritte um:

1. Web Scraping mit Scrapy: Erfassen von Daten von mehreren Webseiten.
2. Datenhaltung mit MongoDB: Speicherung der Roh- und bereinigten Daten.
3. Full-Text-Index: Einrichten eines deutschen Index in MongoDB.
4. KI-Integration mit Teuken-7B: Verarbeitung von Benutzerfragen mit einer lokalen Instanz.
5. Benutzeroberfläche mit Flask: Web-Interface zur Interaktion mit dem virtuellen Assistenten.

2. Web Scraping: FullSiteSpider

Erstelle einen Scrapy-Spider (spiders/fullsite_spider.py), der mehrere Domains und Seiten crawlt.

import scrapy
from bs4 import BeautifulSoup

class FullSiteSpider(scrapy.Spider):
    name = "fullsite"

    # Liste der erlaubten Domains und Start-URLs
    allowed_domains = ["example.com", "example2.com", "example3.org"]
    start_urls = [
        "https://www.example.com",
        "https://www.example2.com",
        "https://www.example3.org/start"
    ]

    def parse(self, response):
        # Rohdaten speichern
        raw_html = response.body.decode('utf-8')

        # Bereinigung der HTML-Daten
        cleaned_text = self.clean_html(raw_html)

        # Speichern der Daten
        yield {
            'url': response.url,
            'raw_html': raw_html,
            'cleaned_text': cleaned_text,
            'timestamp': response.headers.get('Date', '').decode('utf-8'),
        }

        # Folge allen Links auf der Seite
        for link in response.css('a::attr(href)').getall():
            if link.startswith('http') or link.startswith('/'):
                yield response.follow(link, self.parse)

    def clean_html(self, html_content):
        """Bereinigt HTML und extrahiert lesbaren Text."""
        soup = BeautifulSoup(html_content, 'html.parser')
        text = soup.get_text(separator=" ").strip()
        return " ".join(text.split())

3. Datenhaltung: MongoDB Pipeline

Speichere die gescrapten Daten direkt in MongoDB.

import pymongo
import json

class MongoPipeline:
    def __init__(self):
        # Konfiguration aus Datei laden
        with open('config.json') as config_file:
            config = json.load(config_file)
            self.mongo_uri = config['MONGO_URI']
            self.mongo_db = config['MONGO_DATABASE']

    def open_spider(self, spider):
        # Verbindung zur MongoDB herstellen
        self.client = pymongo.MongoClient(self.mongo_uri)
        self.db = self.client[self.mongo_db]

    def close_spider(self, spider):
        # Verbindung schließen
        self.client.close()

    def process_item(self, item, spider):
        # Daten in MongoDB speichern
        collection = self.db[spider.name]
        collection.insert_one({
            'url': item['url'],
            'raw_html': item['raw_html'],
            'cleaned_text': item['cleaned_text'],
            'timestamp': item['timestamp'],
        })
        return item

Konfiguration (config.json):

{
  "MONGO_URI": "mongodb://localhost:27017",
  "MONGO_DATABASE": "firmendaten"
}

Aktiviere die Pipeline in settings.py:

ITEM_PIPELINES = {
    'firmendaten.pipelines.MongoPipeline': 300,
}

4. Full-Text-Index in MongoDB

Richte den deutschen Full-Text-Index ein:

use firmendaten;
db.fullsite.createIndex(
  { cleaned_text: "text" },
  { default_language: "german" }
);

5. KI-Integration mit Teuken-7B

Implementiere die Integration in ki_helper.py:

from openai import OpenAI

# Verbindung zur lokalen KI
local_ai = OpenAI(base_url="http://127.0.0.1:1234/v1", api_key="lm-studio")

def generate_response(question, results):
    """
    Generiert eine Antwort mit der lokalen KI basierend auf den MongoDB-Ergebnissen.
    """
    # Kontext aus den MongoDB-Ergebnissen erstellen
    context = "\n".join(
        [f"URL: {doc['url']}\nText: {doc['cleaned_text']}" for doc in results]
    )

    # Nachrichtenformat für die KI
    messages = [
        {"role": "system", "content": "Du bist ein virtueller Assistent für Firmendaten."},
        {"role": "user", "content": f"Hier sind die Daten:\n{context}\n\nFrage: {question}"}
    ]

    # Anfrage an die lokale KI
    response = local_ai.chat.completions.create(
        model="teuken-7b",
        messages=messages,
        temperature=0.7
    )

    return response.choices[0].message.content.strip()

6. Benutzeroberfläche mit Flask

Erstelle die Flask-App (app.py):

from flask import Flask, render_template, request
from pymongo import MongoClient
from ki_helper import generate_response

# Flask-App initialisieren
app = Flask(__name__)

# Verbindung zur MongoDB
client = MongoClient("mongodb://localhost:27017/")
db = client["firmendaten"]
collection = db["fullsite"]

def search_mongodb(question):
    """
    Führt eine Volltextsuche in MongoDB aus und gibt relevante Ergebnisse zurück.
    """
    results = collection.find(
        {"$text": {"$search": question}},
        {"score": {"$meta": "textScore"}}
    ).sort("score", {"$meta": "textScore"}).limit(3)
    return list(results)

@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
def index():
    if request.method == 'POST':
        question = request.form['question']
        results = search_mongodb(question)

        if not results:
            return render_template('result.html', question=question, response="Keine relevanten Daten gefunden.")

        response = generate_response(question, results)
        return render_template('result.html', question=question, response=response)

    return render_template('index.html')

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

HTML-Templates: Siehe GitHub im Ordner webapp.

7. Ausführung und Tests

1. Scrapy starten:

   scrapy crawl fullsite

2. Flask-App starten:

   python app.py

3. App im Browser öffnen:

   • URL: http://127.0.0.1:5000