src/tools/graph_rag_engine.py

# src/tools/graph_rag_engine.py

# =====================================================================
# MOTOR DE GRAPH RAG
#
# Combina dos fuentes de conocimiento:
#   1. FAISS (vectorstore) → fragmentos de texto relevantes
#   2. NetworkX (grafo)    → conceptos relacionados factualmente
#
# El resultado es un contexto más rico que el RAG normal,
# porque no solo encuentra fragmentos similares sino que también
# navega las conexiones entre conceptos del grafo.
# =====================================================================

import logging
import os
import pickle

import networkx as nx
from langchain_core.tools import tool
from langchain_huggingface import HuggingFaceEmbeddings
from langchain_community.vectorstores import FAISS

logging.basicConfig(
    level=logging.INFO,
    format="%(asctime)s [%(levelname)s] %(message)s"
)
logger = logging.getLogger("graph_rag_engine")

# =====================================================================
# RUTAS
# =====================================================================
RAIZ_PROYECTO    = os.path.abspath(os.path.join(os.path.dirname(__file__), "..", ".."))
RUTA_VECTORSTORE = os.path.join(RAIZ_PROYECTO, "vectorstore_ia")
RUTA_GRAFO       = os.path.join(RAIZ_PROYECTO, "knowledge_graph.pkl")

# =====================================================================
# CARGAMOS RECURSOS UNA SOLA VEZ AL ARRANCAR LA APP
# Igual que en rag_engine.py, cargamos fuera de la función
# para no recargar en cada pregunta
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logger.info("Cargando modelo de embeddings para Graph RAG...")
try:
    MODELO_EMBEDDINGS = HuggingFaceEmbeddings(
        model_name="sentence-transformers/all-MiniLM-L6-v2"
    )
    logger.info("✅ Modelo de embeddings cargado")
except Exception as e:
    logger.error(f"❌ Error cargando embeddings: {e}")
    MODELO_EMBEDDINGS = None

logger.info("Cargando grafo de conocimiento desde disco...")
try:
    with open(RUTA_GRAFO, "rb") as f:
        GRAFO = pickle.load(f)
    logger.info(f"✅ Grafo cargado: {GRAFO.number_of_nodes()} nodos, "
                f"{GRAFO.number_of_edges()} aristas")
except Exception as e:
    logger.error(f"❌ Error cargando grafo: {e}")
    GRAFO = None


def buscar_en_grafo(query: str, max_nodos: int = 5) -> str:
    """
    Busca en el grafo de conocimiento los conceptos relacionados
    con la query del usuario.

    Estrategia:
    1. Busca nodos del grafo cuyo nombre aparezca en la query
    2. Para cada nodo encontrado, recoge sus vecinos (conceptos relacionados)
    3. Devuelve las relaciones como texto para el LLM

    Ejemplo:
    Query: "explícame los transformers"
    Nodo encontrado: "Transformer"
    Vecinos: "Red Neuronal" (es_tipo_de), "Atención" (usa), "BERT" (base_de)
    """
    if GRAFO is None:
        return "Grafo de conocimiento no disponible."

    query_lower = query.lower()
    contexto_grafo = ""
    nodos_encontrados = []

    # Buscamos qué nodos del grafo aparecen mencionados en la query
    for nodo in GRAFO.nodes():
        if nodo.lower() in query_lower or query_lower in nodo.lower():
            nodos_encontrados.append(nodo)

    # Si no encontramos nodos directos, buscamos por palabras clave
    if not nodos_encontrados:
        palabras_query = query_lower.split()
        for nodo in GRAFO.nodes():
            nodo_lower = nodo.lower()
            for palabra in palabras_query:
                if len(palabra) > 4 and palabra in nodo_lower:
                    nodos_encontrados.append(nodo)
                    break

    if not nodos_encontrados:
        logger.info("  No se encontraron nodos relevantes en el grafo para esta query")
        return ""

    logger.info(f"  Nodos encontrados en el grafo: {nodos_encontrados[:max_nodos]}")

    # Para cada nodo encontrado, recogemos sus conexiones
    contexto_grafo = "Contexto factual del grafo de conocimiento:\n\n"

    for nodo in nodos_encontrados[:max_nodos]:
        contexto_grafo += f"Concepto: '{nodo}'\n"

        # Vecinos de salida — lo que este concepto ES o HACE
        vecinos_salida = list(GRAFO.successors(nodo))
        if vecinos_salida:
            for vecino in vecinos_salida[:4]:
                relacion = GRAFO.edges[nodo, vecino].get("label", "relacionado_con")
                contexto_grafo += f"  → {relacion} → '{vecino}'\n"

        # Vecinos de entrada — qué otros conceptos apuntan a este
        vecinos_entrada = list(GRAFO.predecessors(nodo))
        if vecinos_entrada:
            for vecino in vecinos_entrada[:4]:
                relacion = GRAFO.edges[vecino, nodo].get("label", "relacionado_con")
                contexto_grafo += f"  ← '{vecino}' ← {relacion}\n"

        contexto_grafo += "\n"

    return contexto_grafo


@tool
def investigar_con_graph_rag(query: str) -> str:
    """
    Versión mejorada del motor RAG científico que combina:
    1. Búsqueda vectorial en papers académicos (FAISS)
    2. Navegación del grafo de conocimiento (NetworkX)

    Úsala para responder preguntas sobre Inteligencia Artificial,
    machine learning, deep learning, redes neuronales y temas relacionados.
    Proporciona respuestas más precisas y con mayor contexto factual
    que el RAG tradicional.
    """
    logger.info(f"Graph RAG iniciado. Query: '{query}'")

    # ------------------------------------------------------------------
    # PASO 1: BÚSQUEDA VECTORIAL (igual que rag_engine.py)
    # Buscamos los fragmentos de texto más relevantes en FAISS
    # ------------------------------------------------------------------
    logger.info("PASO 1: Búsqueda vectorial en FAISS...")

    contexto_vectorial = ""

    if not os.path.exists(RUTA_VECTORSTORE):
        logger.error("No existe el vectorstore — ejecuta build_vectorstore.py primero")
        contexto_vectorial = "Base de datos vectorial no disponible."
    else:
        try:
            vector_store = FAISS.load_local(
                RUTA_VECTORSTORE,
                MODELO_EMBEDDINGS,
                allow_dangerous_deserialization=True
            )
            chunks = vector_store.similarity_search(query, k=3)

            contexto_vectorial = "Fragmentos relevantes de papers científicos:\n\n"
            for i, chunk in enumerate(chunks):
                titulo = chunk.metadata.get("Title", "Paper científico")
                contexto_vectorial += f"--- FRAGMENTO {i+1} (de: {titulo}) ---\n"
                contexto_vectorial += f"{chunk.page_content}\n\n"

            logger.info(f"PASO 1 OK: {len(chunks)} fragmentos encontrados en FAISS")

        except Exception as e:
            logger.error(f"PASO 1 ERROR: {e}")
            contexto_vectorial = f"Error en búsqueda vectorial: {e}"

    # ------------------------------------------------------------------
    # PASO 2: BÚSQUEDA EN EL GRAFO
    # Navegamos el grafo para encontrar conceptos relacionados
    # ------------------------------------------------------------------
    logger.info("PASO 2: Buscando en el grafo de conocimiento...")

    contexto_grafo = buscar_en_grafo(query)

    if contexto_grafo:
        logger.info("PASO 2 OK: Contexto del grafo obtenido")
    else:
        logger.info("PASO 2: No se encontró contexto relevante en el grafo")

    # ------------------------------------------------------------------
    # PASO 3: COMBINAR LOS DOS CONTEXTOS
    # Juntamos el contexto vectorial y el del grafo en un solo texto
    # que el LLM usará para generar su respuesta
    # ------------------------------------------------------------------
    logger.info("PASO 3: Combinando contextos vectorial y de grafo...")

    contexto_final = "=" * 50 + "\n"
    contexto_final += "CONTEXTO ENRIQUECIDO (Graph RAG)\n"
    contexto_final += "=" * 50 + "\n\n"

    # Primero el contexto del grafo (hechos concretos y relaciones)
    if contexto_grafo:
        contexto_final += contexto_grafo
        contexto_final += "\n" + "-" * 40 + "\n\n"

    # Luego el contexto vectorial (fragmentos de papers)
    contexto_final += contexto_vectorial

    logger.info(f"PASO 3 OK: Contexto final listo ({len(contexto_final)} caracteres) ✅")

    return contexto_final