小模型工具调用能力激活：以Qwen2.5 0.5B为例的Prompt工程实践

在之前的分析中，我们深入探讨了cline prompt的设计理念（Cline技术分析：prompt如何驱动大模型对本地文件实现自主变更），揭示了其在激发语言模型能力方面的潜力。现在，我们将这些理论付诸实践，探索如何运用cline的prompt设计思路，激活小模型的工具调用能力。

小规模语言模型（LLM）如Qwen2.5 0.5B因其轻量级和低资源需求而备受关注，但其原生能力有限，难以应对复杂任务。工具调用（Tool Calling）通过集成外部API或函数，显著扩展了小模型的功能。

本文以Qwen2.5 0.5B为例，展示如何通过精心设计的prompt激发其工具调用能力，为开发者提供实用指导。

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工具调用对小模型的重要性

小模型如Qwen2.5 0.5B参数量有限，知识更新滞后且缺乏专业计算能力。工具调用通过连接外部资源弥补了这些不足，例如：

• 查询实时天气信息。
• 执行数学计算或数据处理。

这使小模型在实际应用中更具竞争力。

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prompt的力量

prompt在工具调用中起关键作用，充当指令，指导模型如何有效使用工具。精心设计的prompt：

• 定义工具及其参数。
• 指导模型何时及如何调用工具。
• 塑造输出，便于处理。

可将其视为模型的行动指南。

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设计高效prompt

以下是构建有效prompt的原则：

• 清晰性：明确工具功能和参数需求。
• 示例驱动：提供具体调用示例。
• 结构化：使用JSON或XML格式，便于解析。
• 精简：适应模型上下文窗口限制。

以天气工具为例：

你是一个紧凑的AI助手，专为使用有限工具集帮助用户完成任务而设计。你逐步处理任务，每次调用一个工具，并在继续前等待反馈。工具调用使用 XML 风格的标签格式化。  

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## 可用工具  

### 1. WeatherQuery
**描述**：查询指定地点的当前天气信息。  **参数**：  - `location`: 地点（字符串，必选）。  **用法**：  <WeatherQuery>
<location>上海</location>
</WeatherQuery>  

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## 处理规则  

1. **逐步执行**：分析用户请求，每次只使用一个工具，等待反馈后再继续。  2. **简洁性**：保持响应简短，专注于任务。
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## 示例  

### 用户输入
"上海的天气怎么样？"  

### 模型响应
<WeatherQuery>
<location>上海</location>
</WeatherQuery>

解析：XML结构易生成和解析，示例指导输出。

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Qwen2.5 0.5B工具调用实践

以天气查询为例，展示prompt设计与实现。

步骤1：定义工具

def WeatherQuery(location: str, date: str = None) -> dict:
    # 模拟API响应
    return {"temperature": "22°C", "condition": "晴"}

步骤2：设计prompt

你是一个紧凑的AI助手，专为使用有限工具集帮助用户完成任务而设计。你逐步处理任务，每次调用一个工具，并在继续前等待反馈。工具调用使用 XML 风格的标签格式化。  

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## 可用工具  

### 1. WeatherQuery
**描述**：查询指定地点的当前天气信息。  **参数**：  - `location`: 地点（字符串，必选）。  **用法**：  <WeatherQuery>
<location>上海</location>
</WeatherQuery>  

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## 处理规则  

1. **逐步执行**：分析用户请求，每次只使用一个工具，等待反馈后再继续。  2. **简洁性**：保持响应简短，专注于任务。
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## 示例  

### 用户输入
"上海的天气怎么样？"  

### 模型响应
<WeatherQuery>
<location>上海</location>
</WeatherQuery>

设计解析：

• 角色定位：明确“紧凑的AI助手”以适应小模型的上下文限制。
• XML结构：标签式语法易于模型生成和解析。
• 逐步执行：简化模型决策，降低错误率。
• 示例驱动：通过具体示例指导模型输出。

步骤3：解析输出

import re

def parse_tool_call(output: str) -> dict:
    match = re.search(r'<tool_call>(.*?)</tool_call>', output, re.DOTALL)
    if match:
        xml = match.group(1)
        name = re.search(r'<name>(.*?)</name>', xml).group(1)
        params = {m[0]: m[1] for m in re.findall(r'<(\w+)>(.*?)</\1>', xml) if m[0] != "name"}
        return {"name": name, "parameters": params}
    return None

解析：正则解析，动态提取参数，适用模型输出中包含了额外信息的情况，增加容错性。

步骤4：执行调用

def execute_tool(call: dict) -> dict:
    if call["name"] == "WeatherQuery":
        return WeatherQuery(**call["parameters"])
    return {"error": "工具未找到"}

解析：动态调用，支持扩展。

步骤5：执行结果

本次实验在4060消费级显卡下，成功实现了小模型的工具调用，占用显存1.3G

<WeatherQuery>
<location>成都</location>
</WeatherQuery>

可以看出小模型在prompt工程下，是可以稳定输出的。再结合微调，小模型也大有可为。

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工具调用的价值与挑战

工具调用极大地扩展了小模型的能力，使其能够处理超出其原生能力范围的任务。它灵活，适应多种工具。但也存在挑战：prompt需要精确，小模型可能在复杂指令上出错，外部工具的可靠性和安全性至关重要。

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总结

通过巧妙的prompt设计，Qwen2.5 0.5B等小模型可以高效调用工具，扩展其应用场景。开发者需掌握工具定义、参数规范及输出解析技巧，以实现简洁而强大的功能集成。这一技术为小模型的实用化提供了可行路径。

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上期回顾：（Cline技术分析：prompt如何驱动大模型对本地文件实现自主变更）