DSPy.rb를 활용한 AI 챗 에이전트 구축: 메모리, 컨텍스트 엔지니어링 및 비용 기반 라우팅

Building Chat Agents with Ephemeral Memory: A Step-by-Step Guide

작성자
Ruby AI News
발행일
2025년 11월 23일

핵심 요약

  • 1 DSPy.rb 프레임워크를 이용하여 메모리 관리, 컨텍스트 엔지니어링, 비용 기반 라우팅 기능을 갖춘 AI 챗 에이전트를 점진적으로 구축하는 방법을 제시합니다.
  • 2 LLM 컨텍스트(경량 구조체)와 대화 기록 저장(풍부한 구조체)을 분리하는 '투-스트럭트 패턴'을 통해 효율적인 정보 관리를 구현합니다.
  • 3 메시지 복잡도에 따라 저렴한 모델(gpt-4o-mini)과 고성능 모델(gpt-4o)을 동적으로 선택하는 비용 기반 라우팅 전략을 상세히 설명합니다.

도입

이 글은 DSPy.rb 프레임워크를 사용하여 대화형 AI 에이전트를 점진적으로 구축하는 과정을 상세히 설명합니다. 단순히 이전 대화를 기억하는 챗봇을 넘어, 복잡한 요청을 더 강력한 모델로 라우팅하고 효율적인 컨텍스트 관리를 수행하는 시스템을 목표로 합니다. 초기에는 가장 기본적인 채팅 기능에서 시작하여, 점진적으로 메모리 기능, 컨텍스트 엔지니어링, 그리고 비용 기반 라우팅 기능을 추가하며 시스템을 고도화하는 접근 방식을 제시합니다.

DSPy.rb를 활용한 AI 챗 에이전트 구축은 다음과 같은 핵심 단계로 진행됩니다.

1. 기본적인 채팅 기능 구현 (메모리 없음)

  • DSPy::Signature: 입력(user_message)과 출력(reply)을 정의하는 계약입니다.

  • DSPy::Predict: 정의된 시그니처를 사용하여 LLM 호출을 캡슐화합니다.

  • 초기 단계에서는 대화 기록을 유지하지 않아 매 턴마다 이전 내용을 잊어버립니다.

2. 임시 메모리 추가

  • @memory 배열을 사용하여 사용자 메시지와 LLM 응답을 저장합니다.

  • ResolveUserQuestion 시그니처에 history 매개변수를 추가하여 LLM이 이전 대화를 참조할 수 있도록 합니다.

3. 컨텍스트 엔지니어링 (Two-Struct 패턴)

  • 저장용 풍부한 구조체 (ConversationMemoryEntry): role, message 외에 model_id, timestamp, token_count 등 상세 메타데이터를 포함합니다.

  • LLM 프롬프트용 경량 구조체 (MemoryTurn): rolemessage만 포함하여 LLM에 불필요한 정보를 노출하지 않습니다.

  • forward 메서드 내에서 @memory의 풍부한 구조체를 경량 구조체로 변환하고, 최근 N개의 턴으로 잘라내어 컨텍스트 길이를 최적화합니다.

4. 비용 기반 라우팅

  • 복잡도 분류 시그니처 (RouteChatRequest): 메시지 복잡도(ComplexityLevel - Routine, Detailed, Critical)를 예측하고, 신뢰도, 이유, 제안된 비용 등급을 출력합니다.

  • 챗 라우터 (ChatRouter): 분류 결과를 기반으로 적절한 예측기(예: 저비용 gpt-4o-mini 또는 고비용 gpt-4o + CoT)를 선택하여 메시지를 라우팅합니다.

  • 동일한 ResolveUserQuestion 시그니처를 공유하여 모델 변경에도 계약을 유지합니다.

5. 라이프사이클 콜백을 통한 분리 (around 콜백)

  • DSPy::Modulearound 콜백(update_memory)을 활용하여 메모리 관리 로직을 forward 메서드로부터 분리합니다.

  • forward 실행 전 사용자 메시지를 기록하고, forward 실행 후 LLM 응답을 기록하여 관심사를 명확히 분리합니다.

이러한 단계적 접근 방식을 통해, 개발자는 유연하고 확장 가능한 AI 챗 에이전트를 구축할 수 있으며, 향후 영구 메모리, 스마트한 컨텍스트 선택, 도구 사용, 심층 연구 기능 등으로 쉽게 확장할 수 있습니다.

결론

이 글은 DSPy.rb를 활용하여 AI 에이전트를 구축하는 실용적인 가이드를 제공하며, 단순한 채팅 기능에서 시작하여 메모리 관리, 컨텍스트 엔지니어링, 그리고 비용 효율적인 라우팅 전략까지 체계적으로 발전시키는 방법을 보여줍니다. 특히 LLM에 전달되는 정보와 내부적으로 저장되는 정보를 분리하는 '투-스트럭트 패턴'과 메시지 복잡도에 따른 동적 모델 라우팅은 효율성과 성능을 동시에 확보하는 핵심 기법으로 강조됩니다. DSPy.rb의 `around` 콜백을 사용하여 관심사를 분리하는 모범 사례 또한 제시되어, 견고하고 유지보수하기 쉬운 시스템 설계의 중요성을 시사합니다.

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