国产ToolLLM的课代表---OpenBMB机构（清华NLP）旗下ToolBench的安装部署与运行（附各种填坑说明）

ToolBench项目可以理解为一个能直接提供训练ToolLLM的平台，该平台同时构建了ToolLLM的一个开源训练指令集。，该项目是OpenBMB机构（面壁智能与清华NLP联合成立）旗下的一款产品，OpenBMB机构名下还同时拥有另外一款明星产品–XAgent。

ToolBench的简介

该项目旨在构建开源、大规模、高质量的指令调整 SFT 数据，以促进构建具有通用工具使用能力的强大LLMs。其目标是赋予开源 LLMs 掌握成千上万多样的真实世界API能力。项目通过收集高质量的指令调整数据集来实现这一目标。该数据集使用最新的ChatGPT（gpt-3.5-turbo-16k）自动构建，该版本升级了增强的函数调用功能。
与此同时，通过项目提供的数据集、相应的训练和评估脚本，可以得到ToolBench上经过微调的一个强大的工具调用模型ToolLLaMA。

项目数据集的构建

以下是数据集构建方法、模型训练、推理模式的整体概览
在这里插入图片描述

产品自身特点

API收集: 项目从 RapidAPI 收集了 16464 个API。RapidAPI 是一个托管开发者提供的大规模真实世界API的平台。

指令生成: 项目生成了涉及单工具和多工具场景的指令。

回答标注: 项目设计了一种新颖的深度优先搜索决策树方法（DFSDT），以增强LLMs的规划和推理能力。这显著提高了标注效率，并成功地对那些不能用CoT或ReACT回答的复杂指令进行了标注。项目提供的回答不仅包括最终答案，还包括模型的推理过程、工具执行和工具执行结果。

API Retriever: 项目整合了API检索模块，为ToolLLaMA提供了开放域的工具使用能力。

数据生成：所有数据均由OpenAI API自动生成并由项目组筛选，整个数据创建过程易于扩展。

各类ToolLLM训练数据集的对比
ToolLLaMA已经达到了和ChatGPT（turbo-16k）接近的工具使用能力，未来我们将不断进行数据的后处理与清洗，以提高数据质量并增加真实世界工具的覆盖范围。
ToolLLaMA的可用性与其他主流LLM对比

产品的FT（FineTuning）

该项目提供了ToolLLaMA的FT方法，本篇不做更多介绍，又兴趣的同学可以到这里查看其具体流程

ToolBench的安装

Clone项目

克隆这个仓库并进入ToolBench文件夹。

git clone git@github.com:OpenBMB/ToolBench.git
cd ToolBench

申请项目方的ToolbenchKey

因为项目方自建了RapidAPI的服务，可以向项目方申请使用该RapidAPI服务进行推理。
请点击这里填写问卷，大概2个工作日内，工作人员会给你ToolBench项目方给您发送toolbench key。然后初始化您的toolbench key:

export TOOLBENCH_KEY="your_toolbench_key"

当然，您也可以使用自己私有的RapidAPI Account进行推理，具体操作可以看这里

ToolBench 的设置与启动

ToolBench运行环境是要求Python>=3.9，此处我们用了Python3.10，为防止环境间的干扰，使用了Conda，Conda的安装配置可以自行百度解决，要注意下载2023年的版本，能够支持到3.10才可以

# 新创建toolbench_env环境，使用python3.10
conda create -n toolbench_env python=3.10 -y

# 查看已建立的所有的虚拟环境
conda env list
# conda environments:
#
# base                  *  /root/anaconda3
# py310                    /root/anaconda3/envs/py310
# toolbench_env            /root/anaconda3/envs/toolbench_env

# 切换到toolbench_env
conda active toolbench_env

# 在Toolbench的根目录下执行以下命令安装依赖包
pip install -r requirements.txt

DataSet的下载

推理时会需要一些预设的数据（其实，大部分数据时训练ToolLLaMA模型所使用的），可以到 Tsinghua Cloud.这个地方去下载
下载的数据解压后，就在项目目录的data文件夹下，400M大小，其数据的目录格式如下

├── /data/
│  ├── /instruction/
│  ├── /answer/
│  ├── /toolenv/
│  ├── /retrieval/
│  ├── /test_instruction/
│  ├── /test_query_ids/
│  ├── /retrieval_test_query_ids/
│  ├── toolllama_G123_dfs_train.json
│  └── toolllama_G123_dfs_eval.json
├── /reproduction_data/
│  ├── /chatgpt_cot/
│  ├── /chatgpt_dfs/
│  ├── ...
│  └── /toolllama_dfs/

ToolBench的python应用推理

运行推理时，可以使用项目方已经训练完毕的ToolLLaMA版本，也可以使用OpenAI的key来调用GPT3.5或GPT4.0服务。

使用项目方的ToolLLaMA

项目方已经训练的ToolLLaMA版本已升级到ToolLLaMA-2-7b-v2，其模型利用了Toolbench项目的数据集，经由LLaMA-2-7b微调而来，可免费下载使用。

抱抱脸那边时常连接不太稳定，而且，当前的ToolLLaMA-2-7b-v2模型文件的总和已经到达20G+，连接外网不方便或机器资源不那么充裕的，大概率会被劝退，这时可以使用OpenAI的Key来试试效果~~

使用OpenAI的key

用rapidAPI作答

将您的OPENAI_KEY设定后，使用以下代码运行（官方的指引直接跑不起来，请使用我的这个命令）

export TOOLBENCH_KEY=""
export OPENAI_KEY=""
export PYTHONPATH=./
python toolbench/inference/qa_pipeline.py \
    --tool_root_dir data/toolenv/tools/ \
    --backbone_model chatgpt_function \
    --openai_key $OPENAI_KEY \
    --max_observation_length 1024 \
    --method DFS_woFilter_w2 \
    --input_query_file data/test_instruction/G1_instruction.json \
    --output_answer_file chatgpt_dfs_inference_result/qa_answer \
    --toolbench_key $TOOLBENCH_KEY

注意的坑：如果代码提示有说OpenAI版本过高的问题，可以直接运行以下命令，将openai包还原到1.00以下

pip install openai==0.28.0

执行以上的命令时，会解析ata/test_instruction/G1_instruction.json文件的请求，然后进行响应，这个文件如果不做任何编辑，猜想应该会把里面的所有Task都跑一遍，我还是很心疼自己的美刀，于是只留出一个看看效果就行了，G1_instruction.json文件裁剪后的内容如下：

[
    {
        "api_list": [
            {
                "category_name": "Food",
                "tool_name": "Nutrition by API-Ninjas",
                "api_name": "/v1/nutrition",
                "api_description": "API Ninjas Nutrition API endpoint.",
                "required_parameters": [
                    {
                        "name": "query",
                        "type": "STRING",
                        "description": "Query text to extract nutrition information (e.g. **bacon and 3 eggs**).",
                        "default": "1lb brisket with fries"
                    }
                ],
                "optional_parameters": [],
                "method": "GET",
                "template_response": {
                    "name": "str",
                    "calories": "float",
                    "serving_size_g": "float",
                    "fat_total_g": "float",
                    "fat_saturated_g": "float",
                    "protein_g": "float",
                    "sodium_mg": "int",
                    "potassium_mg": "int",
                    "cholesterol_mg": "int",
                    "carbohydrates_total_g": "float",
                    "fiber_g": "float",
                    "sugar_g": "float"
                }
            }
        ],
        "query": "I'm planning a family dinner and I need to know the nutrition information for a recipe. Can you extract the nutrition data for a dish that includes 2 pounds of chicken, 1 cup of rice, and 3 tablespoons of olive oil?",
        "relevant APIs": [
            [
                "Nutrition by API-Ninjas",
                "/v1/nutrition"
            ]
        ],
        "query_id": 88193
    }
]

上面那个文件的示例，其实也就是要问这句话：

I’m planning a family dinner and I need to know the nutrition information for a recipe.
Can you extract the nutrition data for a dish that includes 2 pounds of chicken, 1 cup of rice, and 3 tablespoons of olive oil?

如果运行成功，可以看到输出的内容如下：

[process(0)]now playing I'm planning a family dinner and I need to know the nutrition information for a recipe. Can you extract the nutrition data for a dish that includes 2 pounds of chicken, 1 cup of rice, and 3 tablespoons of olive oil?, with 2 APIs
[process(0)]total tokens: 698
Action: v1_nutrition_for_nutrition_by_api_ninjas
query to Food-->nutrition_by_api_ninjas-->v1_nutrition_for_nutrition_by_api_ninjas
Action Input: {
  "query": "2 pounds of chicken, 1 cup of rice, and 3 tablespoons of olive oil"
}
Observation: {"error": "", "response": "[{'name': 'chicken', 'calories': 2019.8, 'serving_size_g': 907.184, 'fat_total_g': 117.0, 'fat_saturated_g': 33.2, 'protein_g': 215.3, 'sodium_mg': 655, 'potassium_mg': 1625, 'cholesterol_mg': 835, 'carbohydrates_total_g': 0.4, 'fiber_g': 0.0, 'sugar_g': 0.0}, {'name': 'rice', 'calories': 201.3, 'serving_size_g': 158.0, 'fat_total_g': 0.4, 'fat_saturated_g': 0.1, 'protein_g': 4.2, 'sodium_mg': 1, 'potassium_mg': 67, 'cholesterol_mg': 0, 'carbohydrates_total_g': 44.9, 'fiber_g': 0.6, 'sugar_g': 0.1}, {'name': 'olive oil', 'calories': 352.0, 'serving_size_g': 40.5, 'fat_total_g': 41.0, 'fat_saturated_g': 5.6, 'protein_g': 0.0, 'sodium_mg': 0, 'potassium_mg': 0, 'cholesterol_mg': 0, 'carbohydrates_total_g': 0.0, 'fiber_g': 0.0, 'sugar_g': 0.0}]"}
[process(0)]total tokens: 1405
Action: Finish
Action Input: {
  "return_type": "give_answer",
  "final_answer": "The nutrition information for the dish is as follows:\n- Chicken:\n  - Calories: 2019.8\n  - Fat: 117g\n  - Saturated Fat: 33.2g\n  - Protein: 215.3g\n  - Sodium: 655mg\n  - Potassium: 1625mg\n  - Cholesterol: 835mg\n  - Carbohydrates: 0.4g\n  - Fiber: 0g\n  - Sugar: 0g\n- Rice:\n  - Calories: 201.3\n  - Fat: 0.4g\n  - Saturated Fat: 0.1g\n  - Protein: 4.2g\n  - Sodium: 1mg\n  - Potassium: 67mg\n  - Cholesterol: 0mg\n  - Carbohydrates: 44.9g\n  - Fiber: 0.6g\n  - Sugar: 0.1g\n- Olive Oil:\n  - Calories: 352\n  - Fat: 41g\n  - Saturated Fat: 5.6g\n  - Protein: 0g\n  - Sodium: 0mg\n  - Potassium: 0mg\n  - Cholesterol: 0mg\n  - Carbohydrates: 0g\n  - Fiber: 0g\n  - Sugar: 0g"
}
Observation: {"response":"successfully giving the final answer."}
[process(0)]valid=True

另外，以上命令运行一次以后，就会在chatgpt_dfs_inference_result/qa_answer文件夹中生成回复文件，再次运行时不会重复生成

用customAPI作答
这种方式，其开源项目地址已有描述，可以参照这里
需要注意的坑：
第一， API描述的json文件中，tool_name字段名要和文件名保持一致，是不是一定英文没有验证过
第二，json描述文件的位置要在data/toolenv/tools/目录下面，且要新建文件夹，文件夹的名字不一定非要是’Customized’，但位置不能变，因为所有tools的白名单都是从data/toolenv/tools/目录获取的

后端：server启动

正常提供服务时，我们还是需要把各个可执行命令转化为server服务，方便进行连续测试，以下则是server启动的操作方法（此处用的还是openai key，如果你想使用ToolLLaMA来启动，请参照github上的说明）：

export TOOLBENCH_KEY="your toolbench key is applied from ToolBench platform"
export OPENAI_KEY="your OpenAI key"
export PYTHONPATH=./

# 该条命令能够启动Toolbenchserver，不过目前官方的server启动模式还尚未能完全兼容gpt的指令，
# 在前端发出指令后，其响应的代码逻辑仍存在问题.
# 查看了一下源码,应该是toolbench_server.py代码中定义data_dict = { "query": user_input}，这个对象的包装缺少api_tools的相关定义,
# 其缺失的代码逻辑需要补足后才能正常工作（本来是打算server启动后再来hack代码尝试的，发现可能需要不少变动甚至重构，还没有成型的解决方案）
python toolbench/inference/toolbench_server.py \
    --corpus_tsv_path data/retrieval/G1/corpus.tsv \
    --retrieved_api_nums 5 \
    --tool_root_dir data/toolenv/tools/ \
    --backbone_model chatgpt_function \
    --openai_key $OPENAI_KEY \
    --max_observation_length 1024 \
    --method DFS_woFilter_w2 \
    --input_query_file data/test_instruction/G1_instruction.json \
    --output_answer_file chatgpt_dfs_inference_result/server_answer \
    --toolbench_key $TOOLBENCH_KEY

注意的坑：以上使用openai key的方式启动，如果有关于model path的错误爆出时，可以将toolbench\inference\toolbench_server.py的部分代码进行变动以绕过。

# 在class Model初始化的那部分代码中变动以下内容：
print("Loading retriever...")

# 注释下面这句，然后将retriever赋None值，因为使用chatgpt_function时，不会使用retriever相关代码
# self.retriever = self.pipeline.get_retriever()        

self.retriever = None

正常启动后，可以看到以下提示：

Server ready
 * Serving Flask app 'toolbench_server'
 * Debug mode: on
WARNING: This is a development server. Do not use it in a production deployment. Use a production WSGI server instead.
 * Running on all addresses (0.0.0.0)
 * Running on http://127.0.0.1:5000
 * Running on http://10.0.0.11:5000
Press CTRL+C to quit

前端：chatbot-ui-toolllama

ToolBench 项目和一个基于ChatBotUi的Web UI项目可以搭配使用, 以用于后端的Tools调用。

# 本地运行chatbot-ui-toolllama的步骤
git clone https://github.com/lilbillybiscuit/chatbot-ui-toolllama
cd chatbot-ui-toolllama
# 此处运行前请先通过nvm来快速安装node v18版本
npm install
npm run dev

运行之后，你能看到以下提示：

> ai-chatbot-starter@0.1.0 dev
> next dev

ready - started server on 0.0.0.0:3000, url: http://localhost:3000
Attention: Next.js now collects completely anonymous telemetry regarding usage.
This information is used to shape Next.js' roadmap and prioritize features.
You can learn more, including how to opt-out if you'd not like to participate in this anonymous program, by visiting the following URL:
https://nextjs.org/telemetry

event - compiled client and server successfully in 4.3s (273 modules)
wait  - compiling...
event - compiled successfully in 302 ms (233 modules)

*注意的坑：*如果碰到以下错误信息：

showAll: args["--show-all"] ?? false,
syntaxError: Unexpected token '?'

上面的错误提示，意味着你的node环境是不是 v18版本，可以用nvm install v18来安装该环境

nvm install v18
# 根据nvm所安装的版本，把node版本切换到v18
nvm use v18.19.0
# 将v18更改为默认node版本
nvm alias default v18.19.0

启动后，访问http://localhost:3000就能打开一个类似chatgpt的聊天页面，和下面这个应该相似（借官网的一用）。这是部署了ToolbenchLLaMA的应答效果，但那个model实在是大，暂时手上没有闲置的GPU机器，自己改造了后台GPT直连，只是将python单应用跑通，了解下这个项目的应用潜力和设计思路，本人尚未将server的gpt模式和前台的联动代码调通，有兴趣的同学可以继续尝试哈。
在这里插入图片描述