hybrid-rag

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hybrid-rag

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Use when creating, updating, or querying a local Hybrid RAG database from PRISMA JSON metadata or PDF documents in a folder. Triggered by prisma-review (after Fase 4) or educational-pilot-design (to query evidence). Hybrid RAG combines dense vector search (sentence-transformers) and sparse retrieval — native FTS via LanceDB (recommended) or BM25 — fused with Reciprocal Rank Fusion. Results are displayed as Markdown.

Hybrid RAG — Ricerche Accademiche

Overview

Gestisce un database RAG locale che combina ricerca densa (sentence-transformers) e ricerca sparsa (FTS nativa su LanceDB, oppure BM25 su ChromaDB/Qdrant) con Reciprocal Rank Fusion (RRF). Supporta due fonti di documenti:

• PRISMA JSON — metadati strutturati estratti dalla skill prisma-review
• PDF manuali — documenti PDF in una cartella fornita dall'utente

Il DB è per-progetto: vive in rag_db/ nella cartella di lavoro corrente.

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Setup iniziale (prima volta per ogni progetto)

1. Verifica se hybrid_rag.py esiste nella cartella di lavoro corrente.
2. Se non esiste → usare il tool Read su ~/.claude/skills/hybrid-rag/hybrid_rag_template.py, poi il tool Write per creare ./hybrid_rag.py con lo stesso contenuto. Questo è il passaggio che genera lo script nella cartella del progetto — l'utente non può eseguirlo prima di questo momento.
3. Per nuovi progetti: scegli il backend prima di init (INC-4):

   py hybrid_rag.py choose-backend --backend lancedb   # raccomandato
   

4. Esegui: py hybrid_rag.py init
   • Installa automaticamente le dipendenze Python in base al backend scelto:
     • lancedb → sentence-transformers, pymupdf, lancedb (no rank-bm25)
     • chromadb → sentence-transformers, rank-bm25, pymupdf, chromadb
     • qdrant → sentence-transformers, rank-bm25, pymupdf, qdrant-client
   • Crea la cartella rag_db/ nella directory di lavoro corrente.
   • Il DB è locale al progetto: ogni review ha il suo.

Il DB è idempotente: init e index-prisma usano upsert — è sempre sicuro rieseguirli. Per svuotare il DB da zero: rm -rf rag_db/ poi py hybrid_rag.py init.

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Operazioni

Operazione	Quando usarla	Comando
init	Prima volta nel progetto	py hybrid_rag.py init
choose-backend	Per scegliere ChromaDB o Qdrant	py hybrid_rag.py choose-backend
choose-model	Prima di indicizzare — scelta modello embedding	py hybrid_rag.py choose-model --n-papers N
index-prisma	Dopo Fase 4 di prisma-review	py hybrid_rag.py index-prisma <file.json>
index-pdf	Quando l'utente fornisce una cartella PDF	py hybrid_rag.py index-pdf <cartella>
query	Per cercare evidenze (da qualsiasi skill)	py hybrid_rag.py query "<testo>" --n 5
status	Per verificare contenuto DB, modello e backend	py hybrid_rag.py status

choose-model — selezione modello con stime hardware

⚠️ Claude Code non supporta prompt interattivi. I comandi choose-model e choose-backend senza argomenti usano input() e si bloccano. Usa sempre i flag diretti:

py hybrid_rag.py choose-model --model minilm
py hybrid_rag.py choose-backend --backend chromadb

py hybrid_rag.py choose-model --n-papers 50    # mostra tabella + stime per 50 paper
py hybrid_rag.py choose-model --model e5-large # imposta direttamente senza prompt

Modelli disponibili (chiavi):

• minilm — paraphrase-multilingual-MiniLM-L12-v2 (default, 400 MB, ~0.08s/paper)
• e5-large — intfloat/multilingual-e5-large (1.2 GB, ~0.45s/paper, ottima qualità)
• bge-m3 — BAAI/bge-m3 (2.3 GB, ~1.1s/paper, eccellente qualità)

I prefissi query: / passage: per e5-large sono gestiti automaticamente.

Raccomandazione per corpus PRISMA tipici:

N paper inclusi	Modello consigliato	Motivazione
< 30	minilm	Velocità > qualità a questo volume
30–150	e5-large	Miglior bilanciamento qualità/velocità
> 150	bge-m3	Qualità massima; tempo accettabile

Attenzione: cambiare modello dopo l'indicizzazione richiede di re-indicizzare (rm -rf rag_db/ → init → index-*). Il sistema avverte se rileva incompatibilità.

choose-backend — selezione backend vettoriale

py hybrid_rag.py choose-backend --backend lancedb   # raccomandato
py hybrid_rag.py choose-backend --backend chromadb
py hybrid_rag.py choose-backend --backend qdrant

Backend	Quando usarlo
lancedb (raccomandato)	FTS nativa (tantivy) sostituisce BM25. Stessa libreria del wiki system. Filtri SQL su qualsiasi campo.
chromadb (default storico)	Uso legacy, zero config. BM25 manuale via rank-bm25.
qdrant	Corpus > 200 paper, HNSW ottimizzato. Richiede qdrant-client.

Filtri su metadati — disponibili con backend LanceDB e Qdrant:

py hybrid_rag.py query "SRL chatbot" --filter "year>=2020"
py hybrid_rag.py query "metacognition" --filter "year>=2019,source_db=eric"
py hybrid_rag.py query "AI tutor" --filter "source_db=prisma_json"

Operatori supportati: >=, <=, = su qualsiasi campo metadato (year, source_db, doi, ecc.).

Attenzione: cambiare backend dopo l'indicizzazione richiede di re-indicizzare (stessi step del cambio modello).

Varianti query

py hybrid_rag.py query "chatbot self-regulated learning" --n 5          # tutte le fonti
py hybrid_rag.py query "chatbot metacognizione" --only-prisma            # solo PRISMA JSON
py hybrid_rag.py query "istruzioni ministeriali AI" --only-pdf           # solo PDF manuali

Lingua delle query: l'embedding multilingue gestisce italiano e inglese. Il dense retrieval è robusto in entrambe le lingue. Il BM25 è lessicale: per paper in inglese, query in inglese migliorano la copertura BM25. Strategia consigliata: usa la lingua dei documenti target (inglese per PRISMA, italiano per PDF ministeriali/normativi).

File JSON accettati da index-prisma

Accetta qualsiasi di questi formati prodotti da prisma-review:

• screening_prisma.json — lista di paper dopo Fase 2
• eligibility_prisma.json — paper dopo Fase 3
• prisma_state.json — struttura completa (legge fase4.paper_inclusi)
• Qualsiasi lista JSON di oggetti con campi title/titolo, abstract, doi, ecc.

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Integrazione con altre skill

Tutte le skill si invocano tramite il tool Skill di Claude Code. Per il flusso completo tra le skill, consulta la skill pipeline-ricerca.

Da prisma-review (sostituisce build_rag_db.py e query_rag.py)

Alla fine della Fase 4, invece di generare build_rag_db.py:

py hybrid_rag.py init                                    # se prima volta
py hybrid_rag.py index-prisma eligibility_prisma.json   # paper inclusi dopo Fase 3
# oppure: index-prisma prisma_state.json  (legge fase4.paper_inclusi)

In Fase 6, per ogni sezione del report, invece di query_rag.py:

py hybrid_rag.py query "self-regulated learning effect size chatbot" --n 5

Se l'utente ha PDF manuali da aggiungere, chiedi:

"Hai documenti PDF aggiuntivi da includere nel RAG (es. paper scaricati manualmente, linee guida, documenti ministeriali)? Se sì, indicami il percorso della cartella."

Da educational-pilot-design

In qualsiasi fase, per recuperare evidenze dalla letteratura:

py hybrid_rag.py query "<domanda di ricerca o costrutto>" --n 5

Mostra i risultati in MD nella conversazione. Non scrivere file di output separati.

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Formato output query (Markdown)

L'output della query viene stampato come Markdown e mostrato direttamente in conversazione:

## Risultati RAG — Query: `chatbot self-regulated learning`
*5 risultati, Hybrid RAG (Dense + BM25 + RRF)*

### [1] Smith et al. (2022) — Effects of chatbots on SRL
**Score RRF:** 0.0312 | **Dense:** 0.891
**DOI:** 10.1016/j.compedu.2022.104423
**Fonte:** PRISMA JSON

> ABSTRACT: This study examined... EFFECT SIZE: d=0.61...

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### [2] documento.pdf (chunk 3/8)
**Score RRF:** 0.0287 | **Dense:** 0.743
**Fonte:** PDF manuale

> Il testo estratto dal chunk...

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Note tecniche

Stack:

• LanceDB (raccomandato) — columnar Arrow format, FTS nativa (tantivy), filtri SQL, stessa libreria del wiki system — rag_db/
• ChromaDB (legacy default) — persistente, locale — rag_db/; usa rank-bm25 per sparse retrieval
• Qdrant (opzionale) — HNSW ottimizzato, filtri nativi su metadati — richiede qdrant-client
• sentence-transformers — modello selezionabile via choose-model (comune a tutti i backend)
• pymupdf (fitz) — estrazione testo PDF
• RRF con k=60 — applicato su dense + FTS/BM25

Config: rag_db/config.json — persiste la scelta del modello, del backend, e tiene traccia di quale modello ha generato gli embedding nel DB.

Collezioni (entrambi i backend):

• prisma_papers — paper indicizzati da PRISMA JSON
• pdf_manual — chunk da PDF manuali

Dipendenze: installate automaticamente da init in base al backend scelto

sentence-transformers, pymupdf          (comuni a tutti i backend)
+ lancedb                               (backend=lancedb, raccomandato — no rank-bm25)
+ chromadb, rank-bm25                   (backend=chromadb, legacy default)
+ qdrant-client, rank-bm25              (backend=qdrant, opzionale)

Chunking PDF: ~800 caratteri per chunk, chunk < 50 caratteri scartati automaticamente.

BM25: ricalcolato in memoria a ogni query (adeguato per corpora < 500 documenti).

Preview output query: il testo mostrato in conversazione è troncato a 800 caratteri per risultato. Il documento completo è nel DB — se serve il testo integrale, usa --n 3 (meno risultati, più leggibili) o interroga direttamente il file JSON di origine.

Corpus minimo consigliato: con meno di 10-15 paper indicizzati il RAG non aggiunge valore significativo rispetto a leggere i file direttamente. Sotto questa soglia, preferisci leggere eligibility_prisma.json via Read tool.

Qdrant — note specifiche:

• IDs: stringa → UUID deterministico via uuid5(NAMESPACE_DNS, str_id); l'ID originale è salvato nel payload come _doc_id
• Il campo year è salvato come int per abilitare i filtri range (year>=2020)
• Filtri disponibili con backend LanceDB e Qdrant: --filter 'year>=2020,source_db=eric'
• get_all() usa scroll con limite hardcoded a 10.000: con corpus PDF molto estesi (centinaia di documenti lunghi, migliaia di chunk) i risultati BM25 possono essere incompleti. Per corpora così grandi preferisci Qdrant + filtri invece di BM25 puro.

Portabilità path: i comandi init e setup usano path relativi (rag_db/) e funzionano su qualsiasi sistema. Il path assoluto C:/Users/<username>/... appare solo nelle istruzioni di installazione della skill — su Windows: C:/Users//.claude/skills/.