结构化输出在AI产品中的重要性与应用分析

AI前沿1年前 (2024)发布 wanglu852

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结构化输出在AI产品中的核心作用

什么是结构化输出？

结构化输出是AI系统中一种将信息整理为特定格式（如JSON、XML等）的方式，而非简单的文本输出。它的主要目的是提高数据处理的效率与便捷性。例如，如果我们询问AI关于某个人物的信息，比如乔布斯，结构化输出会让结果以以下格式呈现：

json
{
“name”: “史蒂夫·乔布斯”,
“birth_date”: “1955-02-24”,
“death_date”: “2011-10-05”,
“nationality”: “美国”,
“fields”: [“科技”, “创新”, “企业管理”, “动画”],
“companies_founded”: [“Apple”, “NeXT”, “Pixar”],
“achievements”: [
“创立苹果公司”,
“推出Mac、iPod、iPhone等产品”,
“重塑个人电脑、音乐、手机行业”,
“奠定苹果全球科技领军地位”,
“Pixar创办人之一”
],
“influence”: “20世纪末至21世纪初最具影响力的企业家和创新者之一”
}

结构化输出的用途

为什么AI产品需要结构化输出？

便于数据处理：
结构化输出使得信息可以被程序化处理，更容易用于查询和分析。例如，一个天气AI接收到用户请求时，它会根据请求生成内部结构化格式，通过API调用并返回结果，如下所示：

json
{
“date”: “2024-08-16”,
“location”: “北京”,
“temperature”: {
“high”: “32°C”,
“low”: “24°C”
},
“weather”: “雷阵雨，云层厚”,
“advice”: “携带雨具，注意防晒”
}

有效调用外部工具：
在AI产品中，通过结构化输出，能够调用外部工具完成更复杂的任务。例如，通过插件API进行数据的获取与处理。

结构化输出的起源与发展

结构化输出的演变过程

Plugin方法：在2023年3月，OpenAI引入了Plugin，使得AI可以通过结构化输出调用外部工具。
Function Calling：2023年6月，提供了Function Calling，让开发者可以使用更优雅的方式来进行功能调用。
Json Mode：在2023年11月，Json Mode 提供了一种稳健的参数传递方式，提升了AI的处理能力。
Structured Outputs：这是当前最先进的输出方式，显著提高了AI与外部数据交互的品质，支持多种模型。

如何使用结构化输出？

例如：查询包裹的使用过程

用户询问：“我的包裹，编号12345，寄了吗？”
AI接收请求，并将数据拆分为结构化格式：
json
{
“order_id”: “12345”
}
AI查询数据库，获取包裹信息，返回给用户。

代码实现示例

下面是查询包裹的具体代码示例，使用Python与结构化输出。

python
tools = [{
“type”: “function”,
“function”: {
“name”: “get_delivery_date”,
“description”: “获取客户订单的交货日期。”,
“parameters”: {
“type”: “object”,
“properties”: {
“order_id”: {
“type”: “string”,
“description”: “客户的订单ID。”
}
},
“required”: [“order_id”],
“additionalProperties”: False
}
}
}]
messages = []
messages.append({“role”: “system”, “content”: “你是一个有帮助的客户支持助手。”})
messages.append({“role”: “user”, “content”: “Hi, 你能告诉我我的包裹的交货日期吗？”})
messages.append({“role”: “assistant”, “content”: “当然可以，请提供你的订单ID。”})
messages.append({“role”: “user”, “content”: “我想它是order_12345”})