neuromem 0.9.8

Memory management framework for AI agents

neuromem

AI Agent 多层记忆框架

基于 PostgreSQL 构建的 Python 记忆库，为 AI agent 提供开箱即用的多层记忆。利用 PostgreSQL 生态 pgvector 向量检索、pg_search 全文检索（BM25）、图检索、KV 检索等能力实现混合记忆检索。

• ingest() 自动提取记忆：Fact（持久事实，含双时间线 + 程序性记忆）、Episode（带时间戳的情景记忆）、Graph（实体关系图谱）
• digest() 9 步反思引擎，从历史记忆中归纳 Trait（用户特质），经历 behavior → preference → core 三层升级；支持两阶段反思 + Zettelkasten 记忆关联
• recall() 混合检索（向量 + BM25 RRF 融合 + 图谱 boost + 时间衰减 + 关联扩展 + 前瞻降权），零额外代码组装进 prompt

架构概览

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LoCoMo 基准测试成绩

在 LoCoMo 长对话记忆基准（ACL 2024）上的对比成绩（Judge: GPT-4o-mini）：

框架	Single-Hop	Multi-Hop	Open-Dom	Temporal	Overall
memU	—	—	—	—	92.1%
Backboard	89.4%	75.0%	91.2%	91.9%	90.0%
neuromem	87.1%	80.9%	81.9%	71.6%	80.2%
MemOS	—	—	—	—	75.8%
Memobase v0.0.37	70.9%	46.9%	77.2%	85.1%	75.8%
Zep	74.1%	66.0%	67.7%	79.8%	75.1%
Letta	—	—	—	—	74.0%
Mem0-Graph	65.7%	47.2%	75.7%	58.1%	68.4%
Mem0	67.1%	51.2%	72.9%	55.5%	66.9%
LangMem	62.2%	47.9%	71.1%	23.4%	58.1%
OpenAI Memory	63.8%	42.9%	62.3%	21.7%	52.9%

各框架使用不同的 Judge LLM，分数不完全可比。详见 LoCoMo 优化历程。

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文档

文档	说明
API 参考	完整的 Python API 文档（ingest, recall, digest 等）
快速开始	10 分钟上手指南
架构设计	系统架构、Provider 模式、数据模型、情感架构
使用指南	API 用法、代码示例、Prompt 组装最佳实践
为什么不提供 Web UI	设计理念和替代方案
LoCoMo 优化历程	基准测试迭代记录（0.125 → 0.802，+541%）

Claude Code Skill

If you use Claude Code, install the neuromem docs skill for inline API reference:

npx skills add https://github.com/MatrixDriver/neuromem

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安装

方式 1: 从 PyPI 安装（推荐）

# 基础安装（包含核心功能）
pip install neuromem

# 或安装所有可选依赖（推荐）
pip install neuromem[all]

依赖自动安装: SQLAlchemy、asyncpg、pgvector、httpx 等核心依赖会自动安装。

方式 2: 从源码安装（开发者）

git clone https://github.com/MatrixDriver/neuromem
cd neuromem
pip install -e ".[dev]"  # 包含测试工具

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外部依赖

neuromem 需要以下外部服务（不包含在 pip 包中）：

1. PostgreSQL 18 + pgvector + pg_search（必需）

neuromem 使用 ParadeDB 镜像，内置 PostgreSQL 18、pgvector 和 pg_search（BM25 全文检索）。

# 使用项目提供的 Docker Compose（推荐）
docker compose -f docker-compose.yml up -d db

pg_search 说明：pg_search 提供 BM25 关键词检索，与向量检索融合为混合排序（RRF）。若 pg_search 不可用，系统自动降级到 PostgreSQL 内置的 tsvector 全文检索，功能仍可正常使用。

2. Embedding Provider（必需，三选一）

• 本地模型（无需 API Key）：pip install sentence-transformers，使用本地 transformer 模型
• SiliconFlow：siliconflow.cn，需要 API Key
• OpenAI：platform.openai.com，需要 API Key

3. LLM API Key（必需，用于自动提取记忆和反思）

• OpenAI 或 DeepSeek

4. MinIO/S3（可选，仅用于文件存储）

docker compose -f docker-compose.yml up -d minio

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快速开始

import asyncio
from neuromem import NeuroMemory, SiliconFlowEmbedding, OpenAILLM

async def main():
    async with NeuroMemory(
        database_url="postgresql+asyncpg://neuromem:neuromem@localhost:5432/neuromem",
        embedding=SiliconFlowEmbedding(api_key="your-key"),
        llm=OpenAILLM(api_key="your-openai-key"),  # 必需，用于自动提取记忆
        auto_extract=True,  # 默认启用，像 mem0 那样实时提取记忆
    ) as nm:
        # 1. 存储对话消息 → 自动提取记忆（facts/episodes/relations）
        await nm.ingest(
            user_id="alice", role="user",
            content="I work at ABC Company as a software engineer"
        )
        # → 后台自动提取：fact: "在 ABC Company 工作", relation: (alice)-[works_at]->(ABC Company)

        # 2. 混合检索（向量 + BM25 RRF 融合 + 图谱 boost + 时间衰减）
        result = await nm.recall(user_id="alice", query="Where does Alice work?")
        for r in result["merged"]:
            print(f"[{r['score']:.2f}] {r['content']}")

        # 3. 反思：从记忆归纳用户特质（可选，定期调用或自动触发）
        result = await nm.digest(user_id="alice")
        print(f"分析了 {result['memories_analyzed']} 条记忆")

asyncio.run(main())

核心操作流程

neuromem 的核心使用围绕三个操作：

插入记忆（自动模式，默认）：

• 对话驱动：ingest() 存储对话 并自动提取记忆（推荐，像 mem0）
• 自动提取 fact（持久事实）、episodic（情景记忆），可选 graph（实体关系三元组）

召回记忆（recall）：

• await nm.recall(user_id, query) — 向量 + BM25 RRF 融合 + 图谱 boost + 时间衰减
• 支持按类型过滤（memory_type="fact"）、时间范围过滤、时间旅行查询（as_of）

反思与特质归纳（digest）（可选，定期调用或自动触发）：

• await nm.digest(user_id) — 9 步反思引擎：
  1. 归纳特质：从 fact/episodic 记忆中识别行为模式，生成 trait（特质）
  2. 升级特质：behavior → preference → core 三层递进升级
  3. 矛盾处理：检测与已有特质的矛盾，触发专项反思
  4. 更新画像：整合情感数据，更新用户情感画像

ingest() 默认 auto_extract=True，每次调用自动提取记忆。digest() 专注于从已有记忆中归纳特质和更新情感画像。默认每 20 条消息自动触发一次（reflection_interval=20）。

逻辑关系：

对话进行中 → 存储消息 (ingest) → 自动提取 fact/episodic/graph
     ↓
agent 需要上下文 → 召回记忆 (recall) → 向量+BM25 RRF 融合+图谱 boost
     ↓
定期反思 → 归纳特质 (digest) → trait(behavior→preference→core) + 情感画像

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核心特性

记忆分类（V2）

neuromem 基于认知心理学理论，将记忆分为 4 种核心类型：

记忆类型	说明	来源	召回方式	示例
Fact	持久事实，无时间属性	ingest() 自动提取	nm.recall(query)	"在 Google 工作"
Episodic	带时间戳的情景记忆	ingest() 自动提取	nm.recall(query)	"昨天面试很紧张"
Trait	用户特质（行为/偏好/核心）	digest() 反思归纳	nm.recall(query)	"倾向于深夜工作"
Document	文档记忆	nm.files.upload()	nm.files.search(query)	上传的 PDF/文档

Trait 三层子类型（全球独一无二的升级链设计）：

子类型	阶段	升级条件	示例
Behavior	trend → candidate → emerging	首次识别的行为模式	"工作日晚上才开始编程"
Preference	emerging → established	≥2 个 behavior 一致	"偏好深夜工作"
Core	established → core	≥2 个 preference 一致	"夜猫子型人格"

辅助系统：

系统	说明	获取方式
Graph（实体关系图谱）	(user)-[works_at]->(Google)	nm.graph.get_neighbors()
EmotionProfile（情感画像）	三层情感架构（micro/meso/macro）	digest() 自动更新
KV Store（键值存储）	应用层自定义数据	nm.kv.get/set()
TraitEvidence（证据链）	特质的支持/矛盾证据	反思引擎自动管理

单一 PostgreSQL 架构优势

neuromem 将所有记忆（向量、图谱、对话、KV、文档、情感画像）存储在单一 PostgreSQL 中，而非拼装多个独立数据库。这不是偶然选择，而是刻意的架构决策，带来六大差异化优势：

1. 联合融合排序 — 图谱与向量结果交叉增强，而非各自为政

recall() 中，图三元组不仅提供结构化关系，还参与向量结果的排序：被图三元组覆盖的向量记忆获得加法 boost（双端命中 +0.10，单端命中 +0.04，上限 +0.20），图三元组本身以 source="graph" 进入统一的 merged 列表。竞品（mem0、graphiti）的图和向量存储在不同数据库中，无法实现这种交叉增强。

2. 事务一致性 + 数据治理 — 单库原子操作，零数据不一致风险

delete_user_data() 在一个数据库事务内原子删除 8 张表的用户数据；export_user_data() 在一个快照内导出完整用户画像。竞品需要跨 3-4 个数据库协调删除/导出，任何一个库失败都会造成数据不一致。对于 GDPR/合规场景，单库事务意味着"删除即彻底删除"，无需担心残留。

3. 时间旅行查询 — 记忆版本化与时间点回溯

利用 PostgreSQL 原生能力实现记忆版本化：查询某个时间点的记忆快照、回滚错误更新。这在多库架构中几乎不可能实现——你无法对 Redis 缓存、Neo4j 图谱、Qdrant 向量同时做时间点快照。

4. 跨类型记忆分析 — 让开发者获得记忆系统的可观测性

entity_profile() 通过 SQL JOIN 跨事实记忆、图谱关系、对话历史三种来源，构建一个实体的完整画像和时间线；stats() 提供按类型、按周的记忆分布统计；cold_memories() 发现长期未访问的记忆。这些分析能力让 agent 开发者能够观测和诊断记忆系统的健康状况，而不是把它当成黑盒。

5. 安全与用户隔离 — 框架级强制隔离 + 集中式数据治理

neuromem 的所有 API 都强制要求 user_id 参数，框架层面保证每个查询都包含 WHERE user_id = :uid 过滤——开发者无法绕过隔离边界。所有数据存储在单一 PostgreSQL 中，可统一应用备份策略、审计日志和访问控制，数据治理只需管理一个数据库，而非 3-4 个不同技术栈的数据库。

6. 部署极简 — 一个 PostgreSQL 搞定一切

框架	需要的存储组件	部署复杂度
neuromem	PostgreSQL（含 pgvector + pg_search）	⭐ 一个容器
Mem0	PostgreSQL + Qdrant + Neo4j	3 个独立服务
MemOS	PostgreSQL + Redis + Qdrant + Neo4j	4 个独立服务
graphiti	PostgreSQL + Neo4j + 向量数据库	3+ 个独立服务

开发者只需 docker compose up -d db 即可拥有完整的记忆存储——向量检索、全文检索、图查询、KV 存储全部内置。生产环境只需一个托管 PostgreSQL（如 AWS RDS、Supabase），无需额外运维 Redis、Neo4j、Qdrant 等专用数据库。

LLM 驱动的记忆提取与反思

• 提取：ingest() 自动从对话中识别事实、事件、关系，附带情感标注（valence/arousal/label）和重要性评分（1-10），content_hash 去重避免重复存储
• 反思 (digest)：9 步反思引擎，从 fact/episodic 中归纳 trait（特质），支持 behavior → preference → core 三层升级、矛盾检测、证据质量四级分级（A/B/C/D）
• 情境标注：trait 从 behavior 层即附带情境标签（work/personal/social/learning/general）
• 访问追踪：自动记录 access_count 和 last_accessed_at，符合 ACT-R 记忆模型

理论基础：Tulving 语义/情景记忆 + Conway 自我记忆系统 + Allport 特质理论 + Mischel CAPS if-then 模式 + Generative Agents (Park 2023) Reflection + Ebbinghaus 遗忘曲线 + ACT-R 记忆模型。

存储架构（V2）

• halfvec 量化：向量使用 halfvec（float16）存储，空间减半，召回损失 <0.3%
• 双时间线（Bi-temporal）：valid_from/valid_until + created_at/expired_at，支持时间旅行查询（recall(as_of=...)）和记忆版本回滚
• content_hash 去重：MD5 快筛，避免重复记忆存储
• 证据链（TraitEvidence 表）：独立存储特质的支持/矛盾证据，避免 JSONB 写放大
• 变更审计（MemoryHistory 表）：记忆每次更新的版本历史
• 反思周期记录（ReflectionCycle 表）：每次反思的元数据追踪

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路线图

Phase 1（已完成）

• PostgreSQL + pgvector 统一存储
• 向量语义检索
• 时间范围查询和时间线聚合
• KV 存储
• 对话管理
• 文件上传和文本提取
• 图数据库（关系表实现，无 AGE 依赖）
• LLM 记忆分类提取
• 可插拔 Provider（Embedding/LLM/Storage）

Phase 2（已完成）

• 情感标注（valence / arousal / label）
• 重要性评分（1-10）
• 多因子检索（cosine similarity + recency bonus + importance bonus）
• 访问追踪（access_count / last_accessed_at）
• 反思机制（从记忆中生成高层洞察）
• 后台任务系统（ExtractionStrategy 自动触发）
• auto_extract 模式后台自动 digest（reflection_interval 参数）

Phase 3（已完成）

• 基准测试：LoCoMo（ACL 2024，Judge 0.802，13 轮迭代，+541%）
• 联合融合排序（图三元组覆盖度 boost + BM25 RRF 融合）
• 事务一致性 API（delete_user_data / export_user_data）
• 时间旅行查询（记忆版本化 + as_of 召回 + rollback）
• 记忆分类 V2：4 类体系（fact/episodic/trait/document），trait 三层升级链（behavior→preference→core）
• 存储架构 V2：halfvec 量化、双时间线、content_hash 去重、证据链表、变更审计表
• 9 步反思引擎：特质生命周期管理、矛盾检测、证据质量分级（A/B/C/D）、情境标注
• 双时间线：提取 event_time（事件发生时间 vs 系统记录时间），recency 排序使用事件时间
• 前瞻记忆：已过期的未来意图自动降权 0.5x，digest 时自动过期为 historical
• 程序性记忆：识别多步骤工作流（category=workflow），结构化存储 procedure_steps
• Zettelkasten 记忆关联：digest 时建立记忆间双向语义链接，recall 时 1-hop 关联扩展
• 两阶段反思：重要反思先生成关键问题，再检索历史证据验证，提高反思质量

Phase 4（进行中）

• LIST 分区迁移（按 memory_type 分区，查询加速 67-83%）
• 物化视图衰减预计算（mv_trait_decayed）
• 基准测试：LongMemEval（ICLR 2025，超长记忆评测，500 个问题，115k~1.5M tokens）
• 自然遗忘（主动记忆清理/归档机制）
• 多模态 embedding（图片、音频）
• 分布式部署支持

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贡献

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1. Fork 项目
2. 创建特性分支 (git checkout -b feature/AmazingFeature)
3. 提交改动 (git commit -m 'Add some AmazingFeature')
4. 推送到分支 (git push origin feature/AmazingFeature)
5. 提交 Pull Request

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许可证

MIT License - 详见 LICENSE 文件

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neuromem - 让您的 AI 拥有记忆