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1
+ ---
2
+ language:
3
+ - es
4
+ - en
5
+ license: apache-2.0
6
+ tags:
7
+ - feature-extraction
8
+ - sentence-similarity
9
+ - stateful-embeddings
10
+ - nested-learning
11
+ - rag
12
+ - industrial-rag
13
+ - cpu-optimized
14
+ - sherman-morrison
15
+ - low-rank-svd
16
+ pipeline_tag: feature-extraction
17
+ library_name: transformers
18
+ ---
19
+
20
+ # TóarimEmbedder: Motor de Embeddings Continuos con Estado para RAG Industrial
21
+
22
+ <div align="center">
23
+
24
+ [![License](https://img.shields.io/badge/License-Apache_2.0-blue.svg)](https://opensource.org/licenses/Apache-2.0)
25
+ [![Python](https://img.shields.io/badge/Python-3.12%2B-brightgreen.svg)](https://www.python.org/)
26
+ [![Hardware](https://img.shields.io/badge/Hardware-Exclusively_CPU-orange.svg)](#requisitos-de-hardware-y-despliegue-en-cpu)
27
+ [![Format](https://img.shields.io/badge/Format-Safetensors-blueviolet.svg)](#seguridad-y-soberania-de-datos)
28
+ [![Air-Gapped](https://img.shields.io/badge/Air--Gapped-100%25_Offline-success.svg)](#soporte-nativo-air-gapped-redes-aisladas)
29
+
30
+ </div>
31
+
32
+ **TóarimEmbedder** es una arquitectura algorítmica de embeddings con estado (*stateful*) diseñada específicamente para resolver la **amnesia contextual y la pérdida de continuidad** en sistemas de Recuperación Aumentada por Generación (RAG) aplicados a **corpus técnicos extensos y altamente regulados** (manuales de maquinaria pesada, compendios normativos, bitácoras operativas y expedientes legales).
33
+
34
+ A diferencia de los modelos basados en Transformers convencionales con atención densa cuadrática $O(n^2)$, TóarimEmbedder opera con **complejidad lineal $O(n)$ en procesadores convencionales (CPU)**, permitiendo a las organizaciones indexar internamente su propiedad intelectual de forma ágil, blindando sus secretos comerciales y abatiendo los costos de infraestructura hasta en un **70.6%**.
35
+
36
+ ---
37
+
38
+ ## 🏭 El Desafío en Sectores Industriales y Regulados
39
+
40
+ En entornos industriales complejos, los expedientes técnicos presentan una **elevada interdependencia secuencial** y superan fácilmente decenas de miles de tokens. Las premisas de diseño o advertencias de seguridad suelen formularse en los capítulos iniciales, mientras que las secuencias de mitigación ante emergencias o excepciones operativas se detallan cientos de páginas después.
41
+
42
+ Las implementaciones RAG tradicionales fracasan en este escenario:
43
+ 1. **Amnesia por Fragmentación Estática (*Chunking*):** Al cortar los textos en bloques atómicos de 256 a 512 tokens sin estado dinámico, se destruye la continuidad sintáctica y la correferencia anafórica de largo alcance.
44
+ 2. **Fenómeno *Lost in the Middle*:** Los motores de búsqueda semántica ignoran activamente información crucial situada en regiones intermedias del documento.
45
+ 3. **Colapso en Razonamiento de Múltiples Saltos (*Multi-hop Reasoning*):** Los fragmentos recuperados carecen de la inercia semántica que vincula los parámetros de origen con las acciones correctivas, elevando riesgos de no conformidad en auditorías o accidentes operativos.
46
+
47
+ ---
48
+
49
+ ## ⚡ La Solución Tóarim: Aprendizaje Anidado y Memoria Continua
50
+
51
+ TóarimEmbedder sustituye los pesados cálculos matriciales por formulaciones algebraicas lineales que integran tres núcleos algorítmicos:
52
+
53
+ ```mermaid
54
+ flowchart TD
55
+ A["Texto Documental (Secuencia de Chunks)"] --> B["Tokenizador WordPiece Rust (Local, ~711 KB)"]
56
+ B --> C["Base Embeddings (dim: 768)"]
57
+ C --> D["DocumentGraphEnricher: Convolución GNN O(L)"]
58
+ D --> E["TitanMemoryLayer: Bucle HOPE con Sherman-Morrison"]
59
+ C -. "Conexión Residual" .-> F["Residual Sum + LayerNorm"]
60
+ E --> F
61
+ F --> G["Mean Pooling Vectorial"]
62
+ G --> H["Normalización Esférica L2"]
63
+ H --> I["Vector Unitario (768 dimensiones)"]
64
+ E -. "Estado M_t persistente" .-> E
65
+ ```
66
+
67
+ 1. **Enriquecimiento Estructural $O(L)$ (`DocumentGraphEnricher`):** Aplica una convolución de grafos (GCN) con normalización espectral tridiagonal que modela dependencias topológicas locales inmediatas sin requerir matrices densas $O(L^2)$.
68
+ 2. **Compresión Latente SVD (`LowRankLinear`):** Descompone las proyecciones en factores de bajo rango ($W \approx U \cdot V$), reduciendo la complejidad paramétrica a $O(d \cdot k)$.
69
+ 3. **Memoria Continua Titan (`TitanMemoryLayer`):** Bucle de *Nested Learning* con una matriz de memoria interna $M \in \mathbb{R}^{k \times k}$. La actualización de rango 1 se estabiliza mediante el **Lema de Sherman-Morrison**:
70
+ $$\text{factor} = \frac{\eta_t}{1 + \eta_t \|k_t\|^2}$$
71
+ $$M_t = \alpha_t M_{t-1} + \text{factor} \cdot (e_t \otimes k_t^T)$$
72
+ Esto desacopla la memoria contextual del tamaño del documento: la memoria es plana y constante, independientemente de si el documento contiene 500 o 500,000 tokens.
73
+
74
+ ---
75
+
76
+ ## 📊 Tabla Comparativa de Rendimiento y Costes
77
+
78
+ Resultados obtenidos en pruebas empíricas sobre documentos normativos extensos (+500 páginas):
79
+
80
+ | Métrica / Dimensión | TóarimEmbedder (Local) | OpenAI text-emb-3-large | Cohere embed-v3.0 | BGE-M3 (BAAI) |
81
+ | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
82
+ | **Complejidad Asintótica** | **$O(n)$ Lineal** | $O(n^2)$ Cuadrática | $O(n^2)$ Cuadrática | $O(n^2)$ Cuadrática |
83
+ | **Límite de Contexto** | **Teóricamente $\infty$ (Stateful)** | 8,191 tokens | 512 tokens | 8,192 tokens |
84
+ | **Hardware Requerido** | **CPU Convencional** | API en la Nube | API en la Nube | GPU Dedicada (>5.5 GB VRAM) |
85
+ | **Consumo de VRAM** | **0 MB (Libre de GPU)** | N/A (Propietario) | N/A (Propietario) | 5,500+ MB VRAM |
86
+ | **RAM Incremental** | **~101.8 MB** | N/A | N/A | ~2,500 MB |
87
+ | **TCO (500M Tokens)** | **~$22.22 USD (VPS CPU)** | ~$65.00 USD | Facturación por llamada | Coste mensual GPU cloud ($$$) |
88
+ | **Privacidad / Soberanía** | **100% On-Premise Local** | Terceros (Nube pública) | Terceros (Nube pública) | On-Premise (Requiere GPU) |
89
+
90
+ ---
91
+
92
+ ## 🚀 Inicio Rápido (Quickstart)
93
+
94
+ ### Instalación de Dependencias
95
+
96
+ ```bash
97
+ pip install torch tokenizers safetensors numpy
98
+ # O utilizando UV:
99
+ uv add torch tokenizers safetensors numpy
100
+ ```
101
+
102
+ ### 1. Ingesta Continua con Inercia Semántica (Python Nativo)
103
+
104
+ ```python
105
+ from toarim_embedder import TóarimEmbedder
106
+
107
+ # Inicialización segura (carga automática de safetensors y tokenizador local)
108
+ embedder = TóarimEmbedder()
109
+
110
+ # Chunks secuenciales de un manual técnico
111
+ chunks_manual = [
112
+ "Capítulo 1: Especificaciones de diseño y límites de presión en calderas de vapor...",
113
+ "Capítulo 2: Configuración del circuito cerrado de refrigeración secundaria...",
114
+ "Capítulo 18: Procedimiento de actuación ante fallo por sobrepresión crítica..."
115
+ ]
116
+
117
+ # maintain_state=True arrastra la memoria Titan M_t a lo largo del documento
118
+ embeddings_documento = embedder.embed_documents(chunks_manual, maintain_state=True)
119
+ print(f"Chunks procesados: {len(embeddings_documento)} (Dimensión: {len(embeddings_documento[0])})")
120
+
121
+ # Consulta de búsqueda (Siempre opera en modo STATELESS para evitar sesgos)
122
+ query = "¿Cuál es el protocolo ante sobrepresión en la caldera?"
123
+ query_embedding = embedder.embed_query(query)
124
+ ```
125
+
126
+ ---
127
+
128
+ ## 🔗 Integraciones con Frameworks RAG
129
+
130
+ ### Integración con LangChain y ChromaDB
131
+
132
+ ```python
133
+ from langchain_community.vectorstores import Chroma
134
+ from toarim_embedder import TóarimEmbedder
135
+
136
+ toarim = TóarimEmbedder()
137
+
138
+ # Ingesta en base de datos vectorial local
139
+ vectorstore = Chroma.from_texts(
140
+ texts=chunks_manual,
141
+ embedding=toarim,
142
+ persist_directory="./chroma_db_industrial"
143
+ )
144
+
145
+ # Recuperación semántica contextualizada
146
+ resultados = vectorstore.similarity_search("fallo en refrigeración secundaria", k=3)
147
+ for doc in resultados:
148
+ print(f"Contenido recuperado: {doc.page_content[:120]}...")
149
+ ```
150
+
151
+ ### Integración con LlamaIndex
152
+
153
+ ```python
154
+ from llama_index.core.embeddings import BaseEmbedding
155
+ from toarim_embedder import TóarimEmbedder
156
+
157
+ class ToarimLlamaIndexEmbedding(BaseEmbedding):
158
+ def __init__(self, **kwargs):
159
+ super().__init__(**kwargs)
160
+ self._model = TóarimEmbedder()
161
+
162
+ def _get_query_embedding(self, query: str):
163
+ return self._model.embed_query(query)
164
+
165
+ def _get_text_embedding(self, text: str):
166
+ return self._model.embed_query(text)
167
+
168
+ def _get_text_embeddings(self, texts: list[str]):
169
+ return self._model.embed_documents(texts, maintain_state=True)
170
+ ```
171
+
172
+ ---
173
+
174
+ ## 🛡️ Ciberseguridad y Soberanía Tecnológica
175
+
176
+ TóarimEmbedder ha sido diseñado bajo estándares estrictos de ciberseguridad industrial:
177
+
178
+ 1. **Serialización Segura con `safetensors`:** Se elimina por completo el uso de `pickle` / `torch.load` desprotegido, erradicando la vulnerabilidad de Ejecución Remota de Código (RCE).
179
+ 2. **Soporte Nativo Air-Gapped (Redes Aisladas):** Incorpora el archivo compilado `tokenizer.json` (711 KB, motor Rust), permitiendo inicializaciones y ejecuciones en infraestructuras SCADA o plantas sin conexión a Internet (`local_files_only=True`).
180
+ 3. **Higienización de Memoria Multi-Inquilino (`reset_state()`):** Para evitar la fuga de información confidencial entre diferentes manuales o clientes (*Cross-Tenant State Leakage*), el orquestador puede purgar el estado residual:
181
+ ```python
182
+ embedder.reset_state() # Limpia de inmediato la memoria Titan M
183
+ ```
184
+ 4. **Protección contra Denegación de Servicio (DoS):** Sanitización y validación estricta de entradas y acotamiento de longitud de secuencias.
185
+
186
+ ---
187
+
188
+ ## ⚡ Aceleración en CPU y Cuantización INT8
189
+
190
+ Para estaciones de trabajo o servidores con procesadores estándar (Intel Core / Xeon, AMD Ryzen / EPYC):
191
+
192
+ ```python
193
+ embedder = TóarimEmbedder()
194
+
195
+ # Aceleración mediante Cuantización Dinámica INT8 (AVX-512 VNNI / AMX)
196
+ embedder.quantize()
197
+
198
+ # Reduce la huella en memoria en ~50% (~47 MB) y duplica el rendimiento por núcleo
199
+ vector = embedder.embed_query("Verificación de válvulas")
200
+ ```
201
+
202
+ ---
203
+
204
+ ## 📋 Requisitos de Hardware y Despliegue en CPU
205
+
206
+ - **Procesador:** Cualquier CPU moderna x86_64 o ARM64 (Intel 10ª gen+, AMD Zen 2+, Apple Silicon, AWS Graviton).
207
+ - **Memoria RAM:** Mínimo 512 MB de RAM disponibles (~100 MB ocupados por el modelo).
208
+ - **Almacenamiento:** ~100 MB para pesos (`model.safetensors`) y tokenizador (`tokenizer.json`).
209
+ - **Aceleradores:** **No requiere GPU** (0 MB de VRAM).
210
+
211
+ ---
212
+
213
+ ## 📄 Licencia
214
+
215
+ Este proyecto está distribuido bajo la licencia **Apache 2.0**. Consulte el archivo de licencia para obtener más detalles.