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セマンティック カーネル C# 統合を使い始める

項目一覧

  • バックグラウンド
  • 前提条件
  • 環境を設定する
  • Atlas でのカスタム データの保存
  • Atlas Vector Search インデックスの作成
  • ベクトル検索クエリの実行
  • データに関する質問に答えます
  • 次のステップ

注意

このチュートリアルでは、セマンティック カーネル C# ライブラリ を使用します。 。Python ライブラリを使用するチュートリアルについては、「 セマンティック カーネル Python 統合を使い始める 」を参照してください。

Atlas Vector Search を Microsoft セマンティック カーネル と統合できます AI アプリケーションを構築し、検索拡張生成(RAG)を実装します。このチュートリアルでは、セマンティック カーネルと Atlas Vector Search の使用を開始し、データに対してセマンティック検索を実行し、 RAG実装を構築する方法を説明します。 具体的には、次のアクションを実行します。

  1. 環境を設定します。

  2. カスタム データを Atlas に保存します。

  3. データに Atlas Vector Search インデックスを作成します。

  4. データに対してセマンティック検索クエリを実行します。

  5. Atlas Vector Search を使用してデータの質問に答え、RAG を実装します。

セマンティック カーネルは、アプリケーションでさまざまな AI サービスとプラグインを組み合わせることができるオープンソースの SDK です。 セマンティック カーネルは、 RAGを含むさまざまな AI ユースケースに使用できます。

Atlas Vector Searchをセマンティック カーネルと統合することで、 Atlasをベクトルデータベースとして使用し、 Atlas Vector Searchを使用してセマンティックで類似したドキュメントを検索してRAGを実装することができます。 RAGRGRAG Atlas Vector Searchの詳細については、「 による検索拡張生成( ) 」を してください。

Atlas の サンプル データ セット からの映画データを含むコレクションを使用します。

  • MongoDB バージョン6.0.11を実行している Atlas クラスター 7.0.2 、またはそれ以降( RCを含む)。 IP アドレスが Atlas プロジェクトのアクセス リストに含まれていることを確認します。

  • OpenAI API キー。 API リクエストに使用できるクレジットを持つ有料の OpenAI アカウントが必要です。

  • .NET アプリケーションを実行するためのターミナルとコード エディター。

  • C#/.NET インストール済み。

最初に、このチュートリアルの環境を設定する必要があります。 環境を設定するには、次の手順を実行します。

1

ターミナルで次のコマンドを実行して、 sk-mongodbという名前の新しいディレクトリを作成し、アプリケーションを初期化します。

mkdir sk-mongodb
cd sk-mongodb
dotnet new console
2

このチュートリアルのパッケージをインストールするには、ターミナルで次のコマンドを実行します。

dotnet add package Microsoft.SemanticKernel
dotnet add package Microsoft.SemanticKernel.Connectors.MongoDB --prerelease
dotnet add package Microsoft.SemanticKernel.Connectors.OpenAI
dotnet add package Microsoft.SemanticKernel.Memory
dotnet add package Microsoft.SemanticKernel.Plugins.Memory --prerelease
3

ターミナルで次のコマンドを実行して、 AtlasクラスターのSRV接続文字列と OpenAI APIキーを環境に追加します。

export OPENAI_API_KEY="<Your OpenAI API Key>"
export ATLAS_CONNECTION_STRING="<Your MongoDB Atlas SRV Connection String>"

注意

接続stringには、次の形式を使用する必要があります。

mongodb+srv://<db_username>:<db_password>@<clusterName>.<hostname>.mongodb.net

このセクションでは、 カーネル を初期化します は、アプリケーションのサービスとプラグインを管理するために使用されるメインのインターフェースです。カーネルを介して、AI サービスを構成し、Atlas をベクトルデータベース(メモリストアとも)としてインスタンス化し、カスタム データを Atlas クラスターにロードします。

次のコードをコピーして、アプリケーションのProgram.csファイルに貼り付けます。

このコードは、次のアクションを実行します。

  • セマンティック カーネルとすべての必要なパッケージをインポートします。

  • 環境から AtlasSRV 接続文字列 を取得して クラスターに接続します。

  • 環境から OpenAI API キーを検索し、OpenAI のtext-embedding-ada-002埋め込みモデルのインスタンスを作成します。

  • カーネルを初期化し、次の AI サービスをカーネルに追加します。

  • Atlas をメモリ ストアとしてインスタンス化し、次のパラメータを指定します。

    • semantic_kernel_db.test ドキュメントを保存するコレクションとして。

    • vector_index メモリ ストアをクエリするために使用するインデックスとして。

  • SemanticTextMemoryというクラスを初期化します。このクラスは、メモリにテキストを保存および取得するためのネイティブ メソッドのグループを提供します。

  • PopulateMemoryAsyncメソッドを呼び出して、 semantic_kernel_db.testコレクションにサンプル ドキュメントを入力します。

// Import Packages
using Microsoft.SemanticKernel;
using Microsoft.SemanticKernel.Connectors.MongoDB;
using Microsoft.SemanticKernel.Connectors.OpenAI;
using Microsoft.SemanticKernel.Memory;
using Microsoft.SemanticKernel.Plugins.Memory;
# pragma warning disable SKEXP0010, SKEXP0020, SKEXP0001, SKEXP0050
class Program {
static async Task Main(string[] args) {
// Get connection string and OpenAI API Key
var connectionString = Environment.GetEnvironmentVariable("ATLAS_CONNECTION_STRING");
if (connectionString == null)
{
Console.WriteLine("You must set your 'ATLAS_CONNECTION_STRING' environment variable.");
Environment.Exit(0);
}
var openAIKey = Environment.GetEnvironmentVariable("OPENAI_API_KEY");
if (openAIKey == null)
{
Console.WriteLine("You must set your 'OPENAPI_KEY' environment variable.");
Environment.Exit(0);
}
// Create new OpenAI API Embedding Model
var embeddingGenerator = new OpenAITextEmbeddingGenerationService("text-embedding-ada-002", openAIKey);
// Initialize Kernel
IKernelBuilder builder = Kernel.CreateBuilder();
// Add OpenAI Chat Completion to Kernel
builder.AddOpenAIChatCompletion(
modelId: "gpt-3.5-turbo",
apiKey: openAIKey
);
Kernel kernel = builder.Build();
// Instantiate Atlas as a memory store.
MongoDBMemoryStore memoryStore = new(connectionString, "semantic_kernel_db", indexName: "vector_index");
SemanticTextMemory textMemory = new(memoryStore, embeddingGenerator);
// Populate memory with sample data
async Task PopulateMemoryAsync(Kernel kernel) {
await textMemory.SaveInformationAsync(collection: "test", text: "I am a developer", id: "1");
await textMemory.SaveInformationAsync(collection: "test", text: "I started using MongoDB two years ago", id: "2");
await textMemory.SaveInformationAsync(collection: "test", text: "I'm using MongoDB Vector Search with Semantic Kernel to implement RAG", id: "3");
await textMemory.SaveInformationAsync(collection: "test", text: "I like coffee", id: "4");
}
await PopulateMemoryAsync(kernel);
}
}

ファイルを保存し、次のコマンドを実行してデータを Atlas にロードします。

dotnet run

Tip

サンプル コードを実行した後、クラスター内のsemantic_kernel_db.testコレクションに移動すると、Atlas UI でベクトル埋め込みを表示できます。

ベクトル ストアでベクトル検索クエリを有効にするには、 semantic_kernel_db.testコレクションに Atlas Vector Search インデックスを作成します。

Atlas Vector Search インデックスを作成するには、Atlas プロジェクトに対するProject Data Access Admin以上のアクセス権が必要です。

ノート次のコードを実行して Atlas クラスターに接続し、 vectorSearchタイプのインデックスを作成します。 このインデックス定義は、次のフィールドのインデックス作成を指定します。

  • embedding ベクトル型としての フィールド。 embeddingフィールドには、OpenAI のtext-embedding-ada-002埋め込みモデルを使用して作成された埋め込みが含まれます。 インデックス定義では、 1536ベクトル次元を指定し、 cosineを使用して類似性を測定します。

# Connect to your Atlas cluster and specify the collection
client = MongoClient(ATLAS_CONNECTION_STRING)
collection = client["semantic_kernel_db"]["test"]
# Create your index model, then create the search index
search_index_model = SearchIndexModel(
definition={
"fields": [
{
"type": "vector",
"path": "embedding",
"numDimensions": 1536,
"similarity": "cosine"
}
]
},
name="vector_index",
type="vectorSearch"
)
collection.create_search_index(model=search_index_model)

インデックスの構築には約 1 分かかります。 構築中、インデックスは最初の同期状態になります。 構築が完了したら、コレクション内のデータのクエリを開始できます。

Atlas がインデックスをビルドすると、データに対してベクトル検索クエリを実行できるようになります。

Program.csファイルの末尾に、次のコードを追加して、string What is my job title?の基本的なセマンティック検索を実行します。 最も関連性の高いドキュメントと、 01の間の関連性スコアが出力されます。

1var results = textMemory.SearchAsync(collection: "test", query: "What is my job title?");
2
3await foreach (var result in results) {
4 Console.WriteLine($"Answer: {result?.Metadata.Text}, {result?.Relevance}");
5}
6Console.WriteLine("Search completed.");

ファイルを保存し、次のコマンドを実行して、セマンティック検索の結果を確認します。

dotnet run
Answer: I am a developer, 0.8913083076477051
Search completed.

RAGAtlas Vector Searchこのセクションでは、 とセマンティック カーネルを使用した の実装例を示します。Atlas Vector Searchを使用してセマンティックに類似したドキュメントを検索したので、Program.cs の末尾に次のコード例を貼り付けて、それらのドキュメントに基づいて質問に回答するようLLMに要求します。

このコードは、次のアクションを実行します。

  • TextMemoryPluginクラスの関数をカーネルのtextMemoryにインポートします。

  • TextMemoryPluginクラスのrecall関数を使用して、カーネルのtextMemoryで string When did I start using MongoDB?のセマンティック検索を実行するプロンプト テンプレートを構築します。

  • カーネルのCreateFunctionFromPrompt関数を使用して、チャット プロンプトからsettingsという名前の関数を作成します。

  • カーネルのInvokeAsync関数を呼び出して、次のパラメータを使用してチャット モデルから応答を生成します。

    • プロンプト テンプレートとOpenAIPromptExecutionSettingsを構成するsettings関数。

    • プロンプト テンプレートの{{$input}}変数の値としての質問When did I start using MongoDB?

    • semantic_kernel_db.test 情報を取得するコレクションとして。

  • 質問と生成された応答を出力します。

1 kernel.ImportPluginFromObject(new TextMemoryPlugin(textMemory));
2 const string promptTemplate = @"
3 Answer the following question based on the given context.
4 Question: {{$input}}
5 Context: {{recall 'When did I start using MongoDB?'}}
6 ";
7
8 // Create and Invoke function from the prompt template
9 var settings = kernel.CreateFunctionFromPrompt(promptTemplate, new OpenAIPromptExecutionSettings());
10 var ragResults = await kernel.InvokeAsync(settings, new()
11 {
12 [TextMemoryPlugin.InputParam] = "When did I start using MongoDB?",
13 [TextMemoryPlugin.CollectionParam] = "test"
14 });
15
16 // Print RAG Search Results
17 Console.WriteLine("Question: When did I start using MongoDB?");
18 Console.WriteLine($"Answer: {ragResults.GetValue<string>()}");

ファイルを保存し、次のコマンドを実行して応答を生成します。

dotnet run
Question: When did I start using MongoDB?
Answer: You started using MongoDB two years ago.

Tip

独自のデータを追加し、コードの次の部分を置き換えると、別の質問に対する応答を生成できます。

  • {{recall '<question>'}} ,

  • [TextMemory.InputParam] = "<question>" ,

  • Console.WriteLine("Question: <question>") .

MongoDBは、次の開発者リソースも提供しています。

Tip

以下も参照してください。

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