Mem0 + Milvus:为人工智能构建持久化长时记忆

简介: Mem0 为AI打造持久记忆层,结合Milvus向量数据库,让智能体记住用户偏好、追溯历史对话,实现个性化持续交互,告别“健忘”AI。

背景

跟 ChatGPT 对话,比跟真人社交还累!真人好歹能记住你名字吧?

想象一下——你昨天刚把沙发位置、爆米花口味、爱看的电影都告诉了 ChatGPT,而它永远是那个热情又健忘的助理,下次再对话还是会问:“哦?是吗?那太好了!请问您对什么类型的电影感兴趣呢?”

受够了这种单方面的“社牛”表演?Mem0 来了,专治 AI 失忆症,给你的“金鱼脑”助理装个大容量硬盘,让你们下次见面,能直接跳过多余的问答,从“好久不见”开始。

Mem0 介绍

Mem0 是为 AI 智能体开发打造的记忆层。它就像一个持久的“大脑”,能帮助 AI 智能体完成以下内容:

  • 随时调取历史对话,追溯关键信息
  • 精准记住用户的个人偏好与重要事实
  • 在实践中总结经验,不断自我完善

git地址:https://github.com/mem0ai/mem0

记忆层的作用

如下图所示,无记忆层的情况下,即使 LLM 有超大的上下文窗口的情况下,再开一个新会话后上下文都会被重置。有记忆层 Mem0 的情况下,将保留上下文,召回需要的内容,并持续优化自身存储。

记忆层在 AI 智能体开发中的作用

如下图所示,Mem0 会与检索器(RAG)、LLM 、上下文并肩工作。与传统的基于检索的系统(如 RAG)不同,Mem0 会记录过往交互、保存长期知识,并让智能体的行为随时间而进化。仅会将记忆中相关的知识合并到 prompt 之中,输入给 LLM。

Mem0在AI智能体中的处理方式

下面是 Mem0 记忆层和使用 LLM 上下文窗口的主要区别:

能力

LLM上下文窗口

Mem0 记忆存储

记忆力

临时

持久化

token 消耗

随着输入增加

优化(只获取需要的内容)

内容召回

依赖于 LLM 对长上下文识别能力

压缩上下文,更接近意图

个性化

记录历史会话

记忆层和 RAG 对比

以 Mem0 为代表的记忆层与传统 RAG 对比有以下区别:

  • 实体关联:理解并跨会话关联人物、主题,而非仅检索静态文档。
  • 记忆策略:优先近期、高相关记忆,旧信息自动衰减。
  • 会话连续:长期保留上下文,使得虚拟伴侣、学习助手等场景更连贯。
  • 持续学习:根据用户反馈实时微调,个性化随时间更精准。
  • 动态更新:新交互即时写入记忆,无需重新索引文档。

Mem0 核心流程

Mem0 的核心工作流程包括以下步骤:

1. 语义捕获:利用 LLM 对会话流进行智能解析,自动捕获并抽象出具备长期价值的核心语义信息。

2. 内容向量化:通过嵌入模型将这些语义信息编码为高维度的向量,为后续的相似度计算和高效检索奠定基础。

3. 向量存储:将上一步生成的向量存储至向量数据库中,该数据库需要支持大规模、低延迟的语义搜索,在后面的例子中我们将使用阿里云 Milvus。

4. 检索:系统接收到新的用户输入后,会立即在向量空间中进行语义相似度匹配,精准地调用出与当前情境最关联的历史记忆。

5. 上下文增强:将调用出的历史记忆注入到当前的推理链路中,与现有上下文相结合,从而生成逻辑更连贯、内容更具个性化的响应。

阿里云Milvus基本原理介绍

基本原理与架构概述

Milvus 是专为向量相似性搜索设计的分布式数据库,其核心基于以下关键技术:

  • 近似最近邻搜索(ANN):通过 HNSW、IVF、PQ 等算法实现高效向量检索,平衡精度与速度。
  • 向量索引与查询分离:支持动态构建多种索引类型(如FLAT、IVF_FLAT、IVF_PQ、HNSW),适配不同场景需求。
  • 向量数据分片与分布式计算:数据水平切分(Sharding)并行处理,实现高吞吐与低延迟。

采用云原生和存算分离的微服务架构。该架构分为接入、协调、执行和存储四层。各组件可独立扩展,确保了系统的高性能、高可用性和弹性。它依赖成熟的第三方组件(如 etcd、对象存储)进行数据和元数据管理,稳定可靠。

阿里云 Milvus 系统架构图

使用场景

阿里云 Milvus 适用于任何需要进行“相似性”匹配的场景。其核心应用包括:

1. 图像视频搜索:如电商平台的以图搜图、安防领域的人脸识别和视频轨迹追踪。

2. 文本语义搜索:构建智能客服、企业内部文档知识库和代码搜索引擎,能精准理解用户意图,而非简单的关键词匹配。

3. 个性化推荐系统:根据用户的行为和偏好向量,实时推荐最相似的商品、音乐、新闻或视频。

4. 前沿科学与安全:在生物信息学中加速药物分子筛选,或在网络安全领域进行异常流量和欺诈行为检测。

5. 智能驾驶数据准备与挖掘:对点云图像、车载传感器收集的音视频等多模态数据进行向量数据的实时查询。

更多介绍:https://www.aliyun.com/product/milvus

接下来,本教程将通过两个示例,带你实践如何结合 Mem0 与 Milvus 实现:

  • 构建具备长期记忆的 AI Agent
  • 利用图谱引擎与向量引擎协同分析信息间的复杂关联。

实践一、有记忆的AI Agent开发流程

前提条件

  • 已创建阿里云 Milvus 实例。具体操作,请参见 快速创建 Milvus 实例 [1]。
  • 已开通服务并获得 API-KEY。具体操作,请参见 开通 DashScope 并创建 API-KEY [2]。

代码开发

LangGraph 是一个业界成熟的用于构建有状态和多角色的Agents 应用的框架。限于篇幅将不对 LangGraph 过多介绍,可以参考官方文档 [3]。

  • 依赖库安装
pip install langgraph langchain-openai mem0ai
  • 核心代码

包含以下核心步骤:

1. 环境变量设置 OpenAI 方式访问百炼 qwen 大模型;LLM 设置 qwen-plus 作为语言大模型;Mem0 配置 qwen-plus 作为语义识别和处理大模型、使用 text-embedding-v3 作为 embedding 模型、使用 Milvus 作为向量存储数据库。

2. 设置 LangGraph 会话状态,用于获取对话上下文。

3. 对话 Agent 开发,使用 Mem0 的 search 接口获取相关的记忆、使用 Mem0 的 add 接口存储相关记忆到向量库 Milvus 中。

4. 编排 LangGraph,设置节点和边。

5. 设置 LangGraph 流式输出。

6. 入口 main 函数进行人机交互。

from typing import Annotated, TypedDict, List
from langgraph.graph import StateGraph, START
from langgraph.graph.message import add_messages
from langchain_openai import ChatOpenAI
from mem0 import Memory
import os
from langchain_core.messages import SystemMessage, HumanMessage, AIMessage
# 设置环境变量,百炼平台qwen模型的key和baseurl
os.environ["OPENAI_API_KEY"] = "sk-xx"
os.environ["OPENAI_BASE_URL"] = "https://dashscope.aliyuncs.com/compatible-mode/v1"
# LLM设置
llm = ChatOpenAI(model="qwen-plus", temperature=0.2, max_tokens=2000)
# Mem0设置,LLM、embedding和向量库
config = {
    "llm": {
        "provider": "openai",
        "config": {
            "model": "qwen-plus",
            "temperature": 0.2,
            "max_tokens": 2000,
        }
    },
    "embedder": {
        "provider": "openai",
        "config": {
            "model": "text-embedding-v3",
            "embedding_dims": 128,
        }
    },
    "vector_store": {
        "provider": "milvus",
        "config": {
            "collection_name": "mem0_test1",
            "embedding_model_dims": "128",
            "url": "http://c-xxx.milvus.aliyuncs.com:19530",
            "token": "root:xxx",
            "db_name": "default",
        },
    },
    "version": "v1.1",
}
mem0 = Memory.from_config(config)
# 设置LangGraph对话状态
class State(TypedDict):
    messages: Annotated[List[HumanMessage | AIMessage], add_messages]
    mem0_user_id: str
graph = StateGraph(State)
# 对话Agent开发,包含Mem0记忆读取和记忆存储
def chatbot(state: State):
    messages = state["messages"]
    user_id = state["mem0_user_id"]
    try:
        # Retrieve relevant memories
        memories = mem0.search(messages[-1].content, user_id=user_id,)
        # Handle dict response format
        memory_list = memories['results']
        context = "Relevant information from previous conversations:\n"
        for memory in memory_list:
            context += f"- {memory['memory']}\n"
        system_message = SystemMessage(content=f"""You are a helpful customer support assistant. Use the provided context to personalize your responses and remember user preferences and past interactions.
{context}""")
        full_messages = [system_message] + messages
        print(full_messages)
        response = llm.invoke(full_messages)
        # Store the interaction in Mem0
        try:
            interaction = [
                {
                    "role": "user",
                    "content": messages[-1].content
                },
                {
                    "role": "assistant", 
                    "content": response.content
                }
            ]
            result = mem0.add(interaction, user_id=user_id,)
            print(f"Memory saved: {len(result.get('results', []))} memories added")
        except Exception as e:
            print(f"Error saving memory: {e}")
        return {"messages": [response]}
    except Exception as e:
        print(f"Error in chatbot: {e}")
        # Fallback response without memory context
        response = llm.invoke(messages)
        return {"messages": [response]}
# 设置LangGraph调度节点和边
graph.add_node("chatbot", chatbot)
graph.add_edge(START, "chatbot")
graph.add_edge("chatbot", "chatbot")
compiled_graph = graph.compile()
# 设置LangGraph流式输出
def run_conversation(user_input: str, mem0_user_id: str):
    config = {"configurable": {"thread_id": mem0_user_id}}
    state = {"messages": [HumanMessage(content=user_input)], "mem0_user_id": mem0_user_id}
    for event in compiled_graph.stream(state, config):
        for value in event.values():
            if value.get("messages"):
                print("Customer Support:", value["messages"][-1].content)
                return
# 入口函数交互入口
if __name__ == "__main__":
    print("Welcome to Customer Support! How can I assist you today?")
    mem0_user_id = "alice"  # You can generate or retrieve this based on your user management system
    while True:
        user_input = input("You: ")
        if user_input.lower() in ['quit', 'exit', 'bye']:
            print("Customer Support: Thank you for contacting us. Have a great day!")
            break
        run_conversation(user_input, mem0_user_id)

验证效果

如下图所示,第一次执行代码我们没有任何上下文,我们提问和电影相关的问题并且和 LLM 说了不喜欢惊悚片,LLM 最终根据我们的要求推荐了一些合适的影片。

第一次提问

可以看到了一些 Memory saved 的打印,查看 Milvus 向量库,可以看到对应的 collection 已经有了几个 Entity。

点开数据页面,可以看到 Mem0 已将上下文经过 LLM 处理概括地保存到 metadata 字段中,并且对应的用户是 alice,数据为了可以被检索也已经被向量化存储到 vectors 字段中。

重新执行代码,因为我们已经有了记忆的存在,再问一下“我喜欢什么电影”,可以看到 Mem0 从 Milvus 中召回了相关的内容,并将内容合并到了 prompt 中发送给 LLM,我们得到了相关的电影推荐而不需要再和 LLM 重复介绍我们的喜好。

实践二:通过图谱引擎+向量引擎解析信息之间复杂关系

方案概述

Mem0 支持图谱记忆(Graph Memory)。借助图谱记忆,用户可以创建并利用信息之间的复杂关系,从而生成更细致、更具上下文感知能力的响应。这一融合使用户能够同时发挥向量检索与图谱技术的优势,实现更准确、更全面的信息检索与内容生成。

记忆层添加记录的方式如下图所示,Mem0 通过 LLM 提取内容后,通过添加或者更新的方式,同时将内容 embedding 到向量库和提取实体&关系到图谱数据库中。

记忆层添加记录

记忆层检索记录的方式如下图所示,Mem0 通过 LLM 提取内容后,同时将内容 embedding 到向量库检索和提取实体&关系到图谱数据库中检索,双路检索后将结果合并输出。

记忆层检索记录

前提条件

  • 已创建阿里云 Milvus 实例。具体操作,请参见 快速创建 Milvus 实例 [1]。
  • 已开通服务并获得 API-KEY。具体操作,请参见 开通 DashScope 并创建 API-KEY [2]。

代码开发

  • 依赖库安装
pip install kuzu rank-bm25 mem0ai
  • 核心代码

包含以下核心步骤:

1. 环境变量设置 OpenAI 方式访问百炼 qwen 大模型;LLM 设置 qwen-plus 作为语言大模型;Mem0 配置 qwen-plus 作为语义识别和处理大模型、使用 text-embedding-v3 作为 embedding 模型、使用 Milvus 作为向量存储数据库、使用 kuzu 作为图谱数据库。

2. 初始化 Mem0,添加数据,将同时添加内容到向量库和图谱库中。

3. 提问测试。

from langchain_openai import ChatOpenAI
from mem0 import Memory
# 设置环境变量,百炼平台qwen模型的key和baseurl
os.environ["OPENAI_API_KEY"] = "sk-xx"
os.environ["OPENAI_BASE_URL"] = "https://dashscope.aliyuncs.com/compatible-mode/v1"
# LLM设置
llm = ChatOpenAI(model="qwen-plus", temperature=0.2, max_tokens=2000)
# Mem0设置,LLM、embedding和向量库
config = {
    "llm": {
        "provider": "openai",
        "config": {
            "model": "qwen-plus",
            "temperature": 0.2,
            "max_tokens": 2000,
        }
    },
    "embedder": {
        "provider": "openai",
        "config": {
            "model": "text-embedding-v3",
            "embedding_dims": 128,
        }
    },
    "vector_store": {
        "provider": "milvus",
        "config": {
            "collection_name": "mem0_test3",
            "embedding_model_dims": "128",
            "url": "http://c-xxx.milvus.aliyuncs.com:19530",
            "token": "root:xxx",
            "db_name": "default",
        },
    },
    "graph_store": {
        "provider": "kuzu",
        "config": {
            "db": "./mem0-example.kuzu"
        }
    },
    "version": "v1.1",
}
# 初始化Mem0,添加数据,将同时添加内容到向量库和图谱库中
m = Memory.from_config(config)
m.add("我喜欢去徒步旅行", user_id="alice123")
m.add("我喜欢打羽毛球", user_id="alice123")
m.add("我讨厌打羽毛球", user_id="alice123")
m.add("我的朋友叫约翰,约翰有一只叫汤米的狗", user_id="alice123")
m.add("我的名字是爱丽丝", user_id="alice123")
m.add("约翰喜欢徒步旅行,哈利也喜欢徒步旅行", user_id="alice123")
m.add("我的朋友彼得是蜘蛛侠", user_id="alice123")
# 按照score分数倒序排列,输出结果
def get_res(res):
  sorted_results = sorted(res['results'], key=lambda x: x['score'], reverse=True)
  res['results'] = sorted_results
  print(json.dumps(res, ensure_ascii=False, indent=2))
# 提问测试
get_res(m.search("我的名字是什么?", user_id="alice123"))
get_res(m.search("谁是蜘蛛侠?", user_id="alice123"))

验证效果

如下图所示,是“我的名字是什么?”的返回,可以看到 results 中是向量返回,返回的“名字是爱丽丝”得分并不高,relations 中是图谱返回,解析出了我的名字是“爱丽丝”,关系为 has_name。

如下图所示,是“谁是蜘蛛侠?”的返回,可以看到 results 中是向量返回,返回的“朋友彼得是蜘蛛侠”得分最低,relations 中是图谱返回,解析出了蜘蛛侠的名字是“彼得”,关系为是。

通过以上两个例子,可以发现,有图谱能力的加持,可以补齐向量库缺失信息之间深层分析的短板。

随着 AI 应用越来越深入日常生活,系统对用户上下文和历史信息的理解变得尤为重要。Mem0 与 Milvus 的结合,为人工智能提供了一套高效、可扩展的长时记忆解决方案。通过向量数据库持久化存储语义记忆,AI 不仅能记住过去的交互,还能在后续对话中持续调用和更新这些信息。这一能力让智能助手、客服机器人等应用更加连贯、个性化和实用。

[1] https://help.aliyun.com/zh/emr/serverless-milvus/getting-started/quickly-create-a-milvus-instance?utm_content=g_1000406936

[2]https://help.aliyun.com/zh/dashscope/developer-reference/activate-dashscope-and-create-an-api-key?utm_content=g_1000406937

[3] https://www.langchain.com/langgraph

立即体验

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来源  |  阿里云开发者公众号

作者  |  周弘懿(锦琛)

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