AI 工程应用 建筑表面检测及修复

NVIDIA AI-AGENT夏季训练营

项目名称：AI-AGENT夏季训练营 — RAG智能对话机器人

报告日期：2024年8月18日

项目负责人：赵志远

1 项目概述（必写）：

在这部分介绍项目的整体情况，包括项目的应用场景与亮点
本项目目的是根据建筑表面的混凝土缺陷照片，利用AI提出对应的解决方案。可以使用在建筑的验收、检测和修复中。本项目使用多模态技术，对混凝土缺陷的照片进行识别，根据识别出的缺陷种类，利用RAG技术，对混凝土的修复方法进行增强检索。

2 技术方案与实施步骤

技术方案和实施步骤：
使用microsoft/phi-3-vision-128k-instruct对图片进行识别。得到混凝土表面缺陷的种类。
使用RAG技术，根据识别出的种类在自定义的文本数据库中找到合适的修复方法。
利用大模型输出结果。

2.1 模型选择（必写）：

详细描述项目采用的技术方案，包括大模型的选择理由、RAG模型的优势分析。
图片识别模型采用了microsoft/phi-3-vision-128k-instruct，其是当前最先进的图片模型之一，经过大量的预训练，具有卓越的图片理解能力。
Retrieval-augmented Generation (RAG) 是一种将信息检索与生成模型结合的方法。
RAG有如下优势：
增强的知识获取
降低幻觉效应
精确性与上下文相关性
处理长文档与复杂查询
高效资源利用
多领域应用
大语言模型采用的meta/llama-3.1-405b-instruct，具有开源和准确度高的优点。

2.2 数据的构建：

对混凝土表面各种缺陷的处理方法进行整理为.txt文件，并使用langchain.vectorstores FAISS 进行向量化。

2.3 功能整合（进阶）：

使用图片识别、RAG技术，生成一个agent来输出混凝土表面缺陷的处理。

3 实施步骤：

3.1 环境搭建（必写）：

描述开发环境的搭建过程，包括必要的软件、库的安装与配置。
环境，使用了NVIDIA的 AI Foundation Endpoints 环境。

import os
import base64
from operator import itemgetterimport matplotlib.pyplot as plt
import numpy as npfrom langchain_nvidia_ai_endpoints import ChatNVIDIA
from langchain_core.output_parsers import StrOutputParser
from langchain_core.prompts import ChatPromptTemplate
from langchain.schema.runnable import RunnableLambda
from langchain.schema.runnable.passthrough import RunnableAssign
from langchain_core.runnables import RunnableBranch
from langchain_core.runnables import RunnablePassthrough
from langchain.chains import ConversationChain
from langchain.memory import ConversationBufferMemory
from langchain.vectorstores import FAISS
from langchain.text_splitter import CharacterTextSplitter
import faiss

3.2 代码实现（必写）：

3.2.1 chat_agent

def chart_agent(image_b64, user_input, text):# Convert image to base64image_b64 = image2b64(image_b64)# Image reading using the modelimage_reading = ChatNVIDIA(model="microsoft/phi-3-vision-128k-instruct")result = image_reading.invoke(f'Identifying types of concrete defects: <img src="data:image/png;base64,{image_b64}" />')# Initialize the LLM for generating repair suggestionsllm = ChatNVIDIA(model="meta/llama-3.1-405b-instruct")# Assuming `store` is provided and is correctretriever = store.as_retriever()# Define the prompt template including image analysis result and contextprompt = ChatPromptTemplate.from_messages([("system","Based on the image analysis and the following context, provide repair suggestions.\n""<Image Analysis>\n{image_result}\n</Image Analysis>\n""<Documents>\n{context}\n</Documents>"),("user", "{question}"),])# Invoke the chain with all the necessary inputsresult_text = prompt.invoke({"context": retriever,"image_result": result.content,"question": user_input})# Run the LLM to get the final repair suggestionsfinal_result = llm.invoke(result_text)return final_result

3.2.2 界面

import gradio as gr
multi_modal_chart_agent = gr.Interface(fn=chart_agent,inputs=[gr.Image(label="Upload image", type="filepath"), 'text'],outputs=['text'],title="Multi Modal chat agent",description="Multi Modal chat agent",allow_flagging="never")multi_modal_chart_agent.launch(debug=True, share=False, show_api=False, server_port=5001, server_name="0.0.0.0")

4 项目成果与展示：

4.1 应用场景展示(必写)：

机器人主要应用在建筑表面的检测、评估和修复。

4.2 功能演示（必写）：

UI界面