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處理數據，用這一個AI工具就夠了！

依靠背后的大語言模型（LLM），只需要用一句話描述自己想看的數據，其他統統交給它！

處理、分析，甚至可視化，都能輕松搞定，甚至連搜集也不用自己動手。

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這款基于LLM的AI數據助手叫做Data-Copilot，由浙江大學團隊研發。

相關論文預印本已經發布。

以下內容由投稿者提供

金融、氣象、能源等各行各業每天都會生成大量的異構數據。人們急切需要一個工具來有效地管理、處理和展示這些數據。

DataCopilot通過部署大語言模型來自主地管理和處理海量數據，滿足多樣化的用戶查詢、計算、預測、可視化等需求。

只需要輸入文字告訴DataCopilot你想看的數據，無需繁瑣的操作，無需自己編寫代碼，DataCopilot自主地將原始數據轉化為最符合用戶意圖的可視化結果。

為了實現的囊括各種形式的數據相關任務的通用框架，研究團隊提出了Data-Copilot。

這一模型解決了單純使用LLM存在的數據泄露風險、計算能力差、無法處理復雜任務等問題。

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在接收到復雜請求時，Data-Copilot會自主設計并調度獨立的接口，構建一個工作流程來滿足用戶的意圖。

在沒有人類協助的情況下，它能夠熟練地將來自不同來源、不同格式的原始數據轉化為人性化的輸出，如圖形、表格和文本。

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Data-Copilot項目的主要貢獻包括：

• 連接了不同領域的數據源和多樣化的用戶需求，減少了繁瑣的勞動和專業知識。
• 實現了自主管理、處理、分析、預測和可視化數據，可將原始數據轉化為最符合用戶意圖的信息性結果。
• 具有設計者和調度者的雙重身份，包括兩個過程：接口工具的設計過程(設計者)和調度過程(調度者)。
• 基于中國金融市場數據構建了Data-Copilot Demo。

自主設計并執行工作流

不妨以下面這個例子來看看Data-Copilot的表現：

今年一季度上證50指數的所有成分股的凈利潤增長率同比是多少

Data-Copilot自主設計了這樣的工作流:

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針對這個復雜的問題，Data-Copilot采用了loop_rank這個接口來實現多次循環查詢。

Data-Copilot執行該工作流后得到了這樣的結果：

其中橫坐標是每只成分股的名字，縱坐標是一季度的凈利潤同比增長率

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除了一般的數據處理過程之外，Data-Copilot還能生成種類豐富的工作流程。

研究團隊以預測和并行兩種工作流模式分別對Data-Copilot進行了測試。

預測工作流

對于已知數據之外的部分，Data-Copilot也可以進行預測，比如輸入下面這個問題：

預測下面四個季度的中國季度GDP

Data-Copilot部署了這樣的工作流：

獲取歷史GDP數據→采用線性回歸模型預測未來→輸出表格

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執行之后的結果如下：

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并行工作流

我想看看最近三年寧德時代和貴州茅臺的市盈率

對應的工作流是：

獲取股價數據→計算相關指數→生成圖表

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兩支股的相關工作是同時并行的，最后得到的如下的圖表：

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主要方法

Data-Copilot是一個通用的大語言模型系統，具有接口設計和接口調度兩個主要階段。

• 接口設計：研究團隊設計了一個self-request的過程，使LLM能夠自主地從少量種子請求生成足夠的請求。然后，LLM根據生成的請求進行迭代式的設計和優化接口。這些接口使用自然語言描述，使它們易于擴展和在不同平臺之間轉移。
• 接口調度：在接收到用戶請求后，LLM根據自設計的接口描述和in context demonstration來規劃和調用接口工具，部署一個滿足用戶需求的工作流，并以多種形式呈現結果給用戶。

Data-Copilot通過自動生成請求和自主設計接口的方式，實現了高度自動化的數據處理和可視化，滿足用戶的需求并以多種形式向用戶展示結果。

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接口設計

如上圖所示，首先要實現數據管理，第一步需要接口工具。

Data-Copilot會自己設計了大量接口作為數據管理的工具，其中接口是由自然語言（功能描述）和代碼（實現）組成的模塊，負責數據獲取、處理等任務。

• 首先，LLM通過少量的種子請求并自主生成大量請求(explore data by self-request)，盡可能覆蓋各種應用場景。
• 然后，LLM為這些請求設計相應的接口（interface definition:只包括描述和參數），并在每次迭代中逐步優化接口設計(interface merge)。
• 最后，研究人員利用LLM強大的代碼生成能力為接口庫中的每個接口生成具體的代碼(interface implementation)。這個過程將接口的設計與具體的實現分離開來，創建了一套多功能的接口工具，可以滿足大多數請求。

如下圖：Data-Copilot自己設計的接口工具用于數據處理

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接口調度

在前一個階段，研究人員獲取了用于數據獲取、處理和可視化的各種通用接口工具。每個接口都有清晰明確的功能描述。如上圖所示的兩個查詢請問，Data-Copilot通過實時請求中的規劃和調用不同的接口，形成了從數據到多種形式結果的工作流程。

• Data-Copilot首先進行意圖分析來準確理解用戶的請求。
• 一旦準確理解了用戶的意圖，Data-Copilot將規劃一個合理的工作流程來處理用戶的請求。Data-Copilot會生成一個固定格式的JSON，代表調度的每個步驟，例如step={“arg”:””, “function”:””, “output”:”” ,”description”:””}。

在接口描述和示例的指導下，Data-Copilot在每個步驟內以順序或并行的方式精心安排接口的調度。

Data-Copilot通過將LLMs整合到數據相關任務的每個階段中，根據用戶的請求將原始數據自動轉化為用戶友好的可視化結果，顯著減少了對繁瑣勞動和專業知識的依賴。

GitHub項目頁:https://github.com/zwq2018/Data-Copilot

論文地址:https://arxiv.org/abs/2306.07209

HuggingFace DEMO:https://huggingface.co/spaces/zwq2018/Data-Copilot