# Mindnet v2.4 – Technische Architektur
**Datei:** `docs/mindnet_technical_architecture_v2.4.md`
**Stand:** 2025-12-10
**Status:** **FINAL** (Integrierter Stand WP01–WP10 + WP07)
**Quellen:** `Programmplan_V2.2.md`, `Handbuch.md`, `chunking_strategy.md`, `wp04_retriever_scoring.md`.
> **Ziel dieses Dokuments:**
> Vollständige Beschreibung der technischen Architektur inkl. Graph-Datenbank, Retrieval-Logik, der **RAG-Komponenten (Decision Engine & Hybrid Router)**, des **Interview-Modus** und dem **Frontend (Streamlit)**.
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📖 Inhaltsverzeichnis (Klicken zum Öffnen)
- [Mindnet v2.4 – Technische Architektur](#mindnet-v24--technische-architektur)
- [](#)
- [1. Systemüberblick](#1-systemüberblick)
- [1.1 Architektur-Zielbild](#11-architektur-zielbild)
- [1.2 Verzeichnisstruktur \& Komponenten (Post-WP10)](#12-verzeichnisstruktur--komponenten-post-wp10)
- [2. Datenmodell \& Collections (Qdrant)](#2-datenmodell--collections-qdrant)
- [2.1 Notes Collection (`_notes`)](#21-notes-collection-prefix_notes)
- [2.2 Chunks Collection (`_chunks`)](#22-chunks-collection-prefix_chunks)
- [2.3 Edges Collection (`_edges`)](#23-edges-collection-prefix_edges)
- [3. Konfiguration](#3-konfiguration)
- [3.1 Typ-Registry (`config/types.yaml`)](#31-typ-registry-configtypesyaml)
- [3.2 Retriever-Config (`config/retriever.yaml`)](#32-retriever-config-configretrieveryaml)
- [3.3 Decision Engine (`config/decision_engine.yaml`)](#33-decision-engine-configdecision_engineyaml)
- [3.4 Prompts (`config/prompts.yaml`)](#34-prompts-configpromptsyaml)
- [3.5 Environment (`.env`)](#35-environment-env)
- [4. Import-Pipeline (Markdown → Qdrant)](#4-import-pipeline-markdown--qdrant)
- [4.1 Verarbeitungsschritte](#41-verarbeitungsschritte)
- [5. Retriever-Architektur \& Scoring](#5-retriever-architektur--scoring)
- [5.1 Betriebsmodi](#51-betriebsmodi)
- [5.2 Scoring-Formel (WP04a)](#52-scoring-formel-wp04a)
- [5.3 Explanation Layer (WP04b)](#53-explanation-layer-wp04b)
- [5.4 Graph-Expansion](#54-graph-expansion)
- [6. RAG \& Chat Architektur (WP06 Hybrid Router + WP07 Interview)](#6-rag--chat-architektur-wp06-hybrid-router--wp07-interview)
- [6.1 Architektur-Pattern: Intent Router](#61-architektur-pattern-intent-router)
- [6.2 Schritt 1: Intent Detection (Hybrid)](#62-schritt-1-intent-detection-hybrid)
- [6.3 Schritt 2: Strategy Resolution (Late Binding)](#63-schritt-2-strategy-resolution-late-binding)
- [6.4 Schritt 3: Retrieval vs. Extraction](#64-schritt-3-retrieval-vs-extraction)
- [6.5 Schritt 4: Generation \& Response](#65-schritt-4-generation--response)
- [7. Frontend Architektur (WP10)](#7-frontend-architektur-wp10)
- [7.1 Kommunikation](#71-kommunikation)
- [7.2 Features \& UI-Logik](#72-features--ui-logik)
- [7.3 Draft-Editor \& Sanitizer (Neu in WP10a)](#73-draft-editor--sanitizer-neu-in-wp10a)
- [7.4 Deployment Ports](#74-deployment-ports)
- [8. Feedback \& Logging Architektur (WP04c)](#8-feedback--logging-architektur-wp04c)
- [8.1 Komponenten](#81-komponenten)
- [8.2 Log-Dateien](#82-log-dateien)
- [8.3 Traceability](#83-traceability)
- [9. Indizes \& Performance](#9-indizes--performance)
- [10. Offene Punkte / Known Limitations](#10-offene-punkte--known-limitations)
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## 1. Systemüberblick
### 1.1 Architektur-Zielbild
Mindnet ist ein **lokales RAG-System (Retrieval Augmented Generation)** mit Web-Interface.
1. **Source:** Markdown-Notizen in einem Vault (Obsidian-kompatibel).
2. **Pipeline:** Ein Python-Importer transformiert diese in **Notes**, **Chunks** und **Edges**.
3. **Storage:**
* **Qdrant:** Vektor-Datenbank für Graph und Semantik (Collections: notes, chunks, edges).
* **Local Files (JSONL):** Append-Only Logs für Feedback und Search-History (Data Flywheel).
4. **Backend:** Eine FastAPI-Anwendung stellt Endpunkte für **Semantische** und **Hybride Suche** sowie **Feedback** bereit.
5. **Frontend:** Streamlit-App (`ui.py`) für Interaktion und Visualisierung inkl. **Draft Editor**.
6. **Inference:** Lokales LLM (Ollama: Phi-3 Mini) für RAG-Chat und Antwortgenerierung.
Das System arbeitet **deterministisch** (stabile IDs) und ist **konfigurationsgetrieben** (`types.yaml`, `retriever.yaml`, `decision_engine.yaml`, `prompts.yaml`).
### 1.2 Verzeichnisstruktur & Komponenten (Post-WP10)
/mindnet/
├── app/
│ ├── main.py # FastAPI Einstiegspunkt
│ ├── core/
│ │ ├── qdrant.py # Client-Factory & Connection
│ │ ├── qdrant_points.py # Low-Level Point Operations (Upsert/Delete)
│ │ ├── note_payload.py # Bau der Note-Objekte
│ │ ├── chunk_payload.py # Bau der Chunk-Objekte
│ │ ├── chunker.py # Text-Zerlegung (Profiling)
│ │ ├── edges.py # Edge-Datenstrukturen
│ │ ├── derive_edges.py # Logik der Kantenableitung (WP03)
│ │ ├── graph_adapter.py # Subgraph & Reverse-Lookup (WP04b)
│ │ └── retriever.py # Scoring, Expansion & Explanation (WP04a/b)
│ ├── models/ # Pydantic DTOs
│ ├── routers/
│ │ ├── query.py # Such-Endpunkt
│ │ ├── chat.py # Hybrid Router & Interview Logic (WP06/07)
│ │ ├── feedback.py # Feedback-Endpunkt (WP04c)
│ │ └── ...
│ ├── services/
│ │ ├── llm_service.py # Ollama Client mit Timeout & Raw-Mode
│ │ ├── feedback_service.py # JSONL Logging (WP04c)
│ │ └── embeddings_client.py
│ ├── frontend/ # NEU (WP10)
│ └── ui.py # Streamlit Application inkl. Sanitizer
├── config/
│ ├── types.yaml # Typ-Definitionen (Import-Zeit)
│ ├── retriever.yaml # Scoring-Gewichte (Laufzeit)
│ ├── decision_engine.yaml # Strategien & Schemas (WP06/WP07)
│ └── prompts.yaml # LLM System-Prompts & Templates (WP06)
├── data/
│ └── logs/ # Lokale JSONL-Logs (WP04c)
├── scripts/
│ ├── import_markdown.py # Haupt-Importer CLI
│ ├── payload_dryrun.py # Diagnose: JSON-Generierung ohne DB
│ └── edges_full_check.py # Diagnose: Graph-Integrität
└── tests/ # Pytest Suite
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## 2. Datenmodell & Collections (Qdrant)
Das Datenmodell verteilt sich auf drei Collections, definiert durch `COLLECTION_PREFIX` (Standard: `mindnet`).
### 2.1 Notes Collection (`_notes`)
Repräsentiert die Metadaten einer Datei.
* **Zweck:** Filterung, Metadaten-Haltung, Vererbung von Eigenschaften an Chunks.
* **Schema (Payload):**
| Feld | Datentyp | Beschreibung | Herkunft |
| :--- | :--- | :--- | :--- |
| `note_id` | Keyword | Stabile ID (UUIDv5 oder Slug). | Frontmatter |
| `title` | Text | Titel der Notiz. | Frontmatter |
| `type` | Keyword | Logischer Typ (z.B. `concept`). | `types.yaml` Resolver |
| `retriever_weight` | Float | Wichtigkeit im Retrieval. | `types.yaml` |
| `chunk_profile` | Keyword | Genutztes Chunking-Profil. | `types.yaml` |
| `edge_defaults` | List[Str] | Aktive Default-Relationen. | `types.yaml` |
| `tags` | List[Kw] | Tags zur Filterung. | Frontmatter |
| `updated` | Integer | Zeitstempel (z.B. YYYYMMDD...). | File Stats |
| `fulltext` | Text | Gesamter Inhalt (für Export/Rekonstruktion). | Body |
### 2.2 Chunks Collection (`_chunks`)
Die atomaren Sucheinheiten.
* **Zweck:** Vektorsuche (Embeddings), Granulares Ergebnis.
* **Schema (Payload):**
| Feld | Datentyp | Beschreibung |
| :--- | :--- | :--- |
| `chunk_id` | Keyword | Deterministisch: `{note_id}#c{index:02d}`. |
| `note_id` | Keyword | Referenz zur Note. |
| `type` | Keyword | **Kopie des Note-Typs** (Denormalisiert für Filter). |
| `text` | Text | **Reiner Inhalt** (ohne Overlap). Anzeige-Text. |
| `window` | Text | **Kontext-Fenster** (mit Overlap). Embedding-Basis. |
| `ord` | Integer | Sortierreihenfolge (1..N). |
| `retriever_weight` | Float | Vererbt von Note. |
| `chunk_profile` | Keyword | Vererbt von Note. |
| `neighbors_prev` | List[Str] | ID des Vorgänger-Chunks. |
| `neighbors_next` | List[Str] | ID des Nachfolger-Chunks. |
### 2.3 Edges Collection (`_edges`)
Gerichtete Kanten. Massiv erweitert in WP03 für Provenienz-Tracking.
* **Zweck:** Graph-Traversal, Kontext-Anreicherung.
* **Schema (Payload):**
| Feld | Datentyp | Beschreibung | Wertebereich (Bsp.) |
| :--- | :--- | :--- | :--- |
| `edge_id` | Keyword | Hash aus (src, dst, kind). | |
| `source_id` | Keyword | ID des Start-Chunks. | |
| `target_id` | Keyword | ID des Ziel-Chunks (oder Note-Titel). | |
| `note_id` | Keyword | Note, die diese Kante definiert. | |
| `kind` | Keyword | Art der Beziehung. | `references`, `depends_on`, `next` |
| `scope` | Keyword | Geltungsbereich. | Immer `"chunk"` (v2.2). |
| `rule_id` | Keyword | Herkunftsregel. | `explicit:wikilink`, `inline:rel` |
| `confidence` | Float | Vertrauenswürdigkeit (0.0-1.0). | 1.0, 0.95, 0.7 |
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## 3. Konfiguration
Die Logik ist ausgelagert in YAML-Dateien.
### 3.1 Typ-Registry (`config/types.yaml`)
Steuert den Import-Prozess.
* **Priorität:** Frontmatter > Pfad > Default.
* **Inhalt (Beispiel):**
types:
concept:
chunk_profile: medium
edge_defaults: ["references", "related_to"]
retriever_weight: 0.60
### 3.2 Retriever-Config (`config/retriever.yaml`)
Steuert das Scoring zur Laufzeit (WP04a).
* **Inhalt (Beispiel):**
scoring:
semantic_weight: 1.0
edge_weight: 0.7
centrality_weight: 0.5
### 3.3 Decision Engine (`config/decision_engine.yaml`)
**Neu in WP06/07:** Steuert den Intent-Router und die Interview-Schemas.
* Definiert Strategien (`DECISION`, `INTERVIEW`, etc.).
* Definiert `schemas` für den Interview-Modus (Pflichtfelder pro Typ).
* Definiert LLM-Router-Settings (`llm_fallback_enabled`).
### 3.4 Prompts (`config/prompts.yaml`)
Steuert die LLM-Persönlichkeit und Templates.
* Enthält Templates für alle Strategien inkl. `interview_template` mit One-Shot Logik.
### 3.5 Environment (`.env`)
Erweiterung für LLM-Steuerung:
MINDNET_LLM_MODEL=phi3:mini
MINDNET_OLLAMA_URL=http://127.0.0.1:11434
MINDNET_LLM_TIMEOUT=300.0 # Neu: Erhöht für CPU-Inference Cold-Starts
MINDNET_DECISION_CONFIG="config/decision_engine.yaml"
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## 4. Import-Pipeline (Markdown → Qdrant)
Das Skript `scripts/import_markdown.py` orchestriert den Prozess.
### 4.1 Verarbeitungsschritte
1. **Discovery & Parsing:**
* Einlesen der `.md` Dateien. Hash-Vergleich (Body/Frontmatter) zur Erkennung von Änderungen.
2. **Typauflösung:**
* Laden der `types.yaml`. Bestimmen des effektiven Typs und der `edge_defaults`.
3. **Chunking:**
* Zerlegung via `chunker.py` basierend auf `chunk_profile` (z.B. `by_heading`, `short`, `long`).
* Trennung von `text` (Kern) und `window` (Embedding-Kontext).
4. **Kantenableitung (Edge Derivation):**
Die `derive_edges.py` erzeugt Kanten in strikter Reihenfolge:
1. **Inline-Edges:** `[[rel:depends_on X]]` → `kind=depends_on`, `rule_id=inline:rel`, `conf=0.95`.
2. **Callout-Edges:** `> [!edge] related_to: [[X]]` → `kind=related_to`, `rule_id=callout:edge`, `conf=0.90`.
3. **Explizite Referenzen:** `[[X]]` → `kind=references`, `rule_id=explicit:wikilink`, `conf=1.0`.
4. **Typ-Defaults:** Für jede Referenz werden Zusatzkanten gemäß `edge_defaults` erzeugt (z.B. `project` -> `depends_on`). `rule_id=edge_defaults:...`, `conf=0.7`.
5. **Struktur:** `belongs_to`, `next`, `prev` (automatisch).
5. **Upsert:**
* Schreiben in Qdrant. Nutzung von `--purge-before-upsert` für saubere Updates.
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## 5. Retriever-Architektur & Scoring
Der Retriever (`app/core/retriever.py`) unterstützt zwei Modi. Für den Chat wird **zwingend** der Hybrid-Modus genutzt.
### 5.1 Betriebsmodi
* **Semantic:** Reine Vektorsuche. Schnell.
* **Hybrid:** Vektorsuche + Graph-Expansion (Tiefe N) + Re-Ranking.
### 5.2 Scoring-Formel (WP04a)
Die Relevanzberechnung ist nun eine gewichtete Summe:
$$
TotalScore = (W_{sem} \cdot S_{sem} \cdot \max(W_{type}, 0)) + (W_{edge} \cdot B_{edge}) + (W_{cent} \cdot B_{cent})
$$
* **Komponenten:**
* $S_{sem}$: Semantic Score (Cosine Similarity).
* $W_{type}$: `retriever_weight` (aus Note/Chunk Payload).
* $B_{edge}$: Edge-Bonus (Summe der Konfidenzen eingehender relevanter Kanten).
* $B_{cent}$: Centrality-Bonus (im lokalen Subgraphen).
* **Gewichte ($W$):** Stammen aus `retriever.yaml`.
### 5.3 Explanation Layer (WP04b)
Der Retriever kann Ergebnisse erklären (`explain=True`).
* **Logik:**
* Berechnung des `ScoreBreakdown` (Anteile von Semantik, Graph, Typ).
* Analyse des lokalen Subgraphen mittels `graph_adapter.py`.
* **Incoming Edges (Authority):** Wer zeigt auf diesen Treffer? (z.B. "Referenziert von...")
* **Outgoing Edges (Hub):** Worauf zeigt dieser Treffer? (z.B. "Verweist auf...")
* **Output:** `QueryHit` enthält ein `explanation` Objekt mit menschenlesbaren `reasons` und `related_edges`.
### 5.4 Graph-Expansion
Der Hybrid-Modus lädt dynamisch die Nachbarschaft der Top-K Vektor-Treffer ("Seeds") über `graph_adapter.expand`. Dies baut einen temporären `NetworkX`-artigen Graphen im Speicher (Klasse `Subgraph`), auf dem Boni berechnet werden.
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## 6. RAG & Chat Architektur (WP06 Hybrid Router + WP07 Interview)
Der Flow für eine Chat-Anfrage (`/chat`) wurde in WP06 auf eine **Configuration-Driven Architecture** umgestellt. Der `ChatRouter` (`app/routers/chat.py`) fungiert als zentraler Dispatcher.
### 6.1 Architektur-Pattern: Intent Router
Die Behandlung einer Anfrage ist nicht mehr hartkodiert, sondern wird dynamisch zur Laufzeit entschieden.
* **Input:** User Message.
* **Config:** `config/decision_engine.yaml` (Strategien & Keywords).
* **Komponenten:**
* **Fast Path:** Keyword Matching (CPU-schonend).
* **Slow Path:** LLM-basierter Semantic Router (für subtile Intents).
### 6.2 Schritt 1: Intent Detection (Hybrid)
Der Router ermittelt die Absicht (`Intent`) des Nutzers.
1. **Keyword Scan (Fast Path):**
* Iteration über alle Strategien in `decision_engine.yaml`.
* Prüfung auf `trigger_keywords`.
* **Best Match:** Bei mehreren Treffern gewinnt das längste/spezifischste Keyword (Robustheit gegen Shadowing).
2. **LLM Fallback (Slow Path):**
* Nur aktiv, wenn `llm_fallback_enabled: true`.
* Greift, wenn keine Keywords gefunden wurden.
* Sendet die Query an das LLM mit einem Klassifizierungs-Prompt (`llm_router_prompt`).
* Ergebnis: `EMPATHY`, `DECISION`, `INTERVIEW`, `CODING` oder `FACT`.
### 6.3 Schritt 2: Strategy Resolution (Late Binding)
Basierend auf dem Intent lädt der Router die Parameter:
* **Bei RAG (FACT/DECISION):** `inject_types` für Strategic Retrieval.
* **Bei INTERVIEW (WP07):** `schemas` (Pflichtfelder) basierend auf der erkannten Ziel-Entität (`_detect_target_type`).
### 6.4 Schritt 3: Retrieval vs. Extraction
Der Router verzweigt hier:
**A) RAG Modus (FACT, DECISION, EMPATHY):**
1. **Primary Retrieval:** Hybride Suche nach der User-Query.
2. **Strategic Retrieval (Conditional):** Wenn `inject_types` definiert sind, erfolgt eine zweite Suche, die explizit auf diese Typen filtert.
3. **Merge:** Ergebnisse werden dedupliziert zusammengeführt.
**B) Interview Modus (INTERVIEW):**
1. **Kein Retrieval:** Der Kontext ist der Chat-Verlauf (oder initial die Query).
2. **Schema Injection:** Das Schema für den erkannten Typ (z.B. "Project") wird geladen.
3. **Prompt Assembly:** Der `interview_template` Prompt wird mit der Schema-Definition ("Ziel", "Status") gefüllt.
### 6.5 Schritt 4: Generation & Response
* **Templating:** Das LLM erhält den Prompt basierend auf dem gewählten Template.
* **Execution:** Der `LLMService` führt den Call aus. Ein konfigurierbarer Timeout (`MINDNET_LLM_TIMEOUT`) fängt Cold-Start-Verzögerungen auf CPU-Hardware ab.
* **Response:** Rückgabe enthält Antworttext (im Interview-Modus: Markdown Codeblock), Quellenliste und den erkannten `intent`.
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## 7. Frontend Architektur (WP10)
Das Frontend ist eine **Streamlit-Anwendung** (`app/frontend/ui.py`), die als separater Prozess läuft und via HTTP mit dem Backend kommuniziert.
### 7.1 Kommunikation
* **Backend-URL:** Konfiguriert via `MINDNET_API_URL` (Default: `http://localhost:8002`).
* **Endpoints:** Nutzt `/chat` für Interaktion und `/feedback` für Bewertungen.
* **Resilienz:** Das Frontend implementiert eigene Timeouts (`MINDNET_API_TIMEOUT`, Default 300s).
### 7.2 Features & UI-Logik
* **State Management:** Session-State speichert Chat-Verlauf und `query_id`.
* **Visualisierung:**
* **Intent Badges:** Zeigt Router-Entscheidung (`DECISION`, `INTERVIEW`, etc.).
* **Source Expanders:** Zeigt verwendete Chunks inkl. Score und "Why"-Explanation.
* **Sidebar:** Zeigt Suchhistorie (Log-basiert) und Konfiguration.
### 7.3 Draft-Editor & Sanitizer (Neu in WP10a)
Wenn der Intent `INTERVIEW` ist, rendert die UI statt einer Textblase den **Draft-Editor**.
1. **Parsing:** Die Funktion `parse_markdown_draft` extrahiert den Codeblock aus der LLM-Antwort.
2. **Sanitization (`normalize_meta_and_body`):**
* Prüft den YAML-Frontmatter auf unerlaubte Felder (Halluzinationen des LLMs).
* Verschiebt ungültige Felder (z.B. "Situation") in den Body der Notiz.
* Stellt sicher, dass das Markdown valide bleibt.
3. **Editor Widget:** `st.text_area` erlaubt das Bearbeiten des Inhalts vor dem Speichern.
4. **Action:** Buttons zum Download oder Kopieren des fertigen Markdowns.
### 7.4 Deployment Ports
Zur sauberen Trennung von Prod und Dev laufen Frontend und Backend auf dedizierten Ports:
| Umgebung | Backend (FastAPI) | Frontend (Streamlit) |
| :--- | :--- | :--- |
| **Production** | 8001 | 8501 |
| **Development** | 8002 | 8502 |
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## 8. Feedback & Logging Architektur (WP04c)
Mindnet implementiert ein "Data Flywheel" zur späteren Optimierung (Self-Tuning).
### 8.1 Komponenten
* **Feedback Service (`app/services/feedback_service.py`):** Kapselt die Schreibzugriffe.
* **Storage:** Lokales Dateisystem (`data/logs/`), Format JSONL (Line-delimited JSON).
### 8.2 Log-Dateien
1. **`search_history.jsonl`**:
* Speichert jede Anfrage an `/query` und `/chat`.
* Enthält: `query_id`, `query_text`, `timestamp`, `hits` (inkl. `score_breakdown` Snapshots).
* Zweck: Trainingsdaten ("Was hat das System gesehen?").
2. **`feedback.jsonl`**:
* Speichert User-Reaktionen an `/feedback`.
* Enthält: `query_id`, `node_id`, `score` (1-5), `comment`.
* **Granularität:** Kann sich auf `generated_answer` (Global) oder eine spezifische `node_id` (Quelle) beziehen.
* Zweck: Labels ("War es gut?").
### 8.3 Traceability
Die `query_id` (UUIDv4) wird im `/query` Response generiert und muss vom Client beim `/feedback` Aufruf mitgesendet werden. Dies ermöglicht den Join zwischen Snapshot und Bewertung.
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## 9. Indizes & Performance
Damit Qdrant performant bleibt, sind Payload-Indizes essenziell.
**Erforderliche Indizes:**
* **Notes:** `note_id`, `type`, `tags`.
* **Chunks:** `note_id`, `chunk_id`, `type`.
* **Edges:** `source_id`, `target_id`, `kind`, `scope`, `note_id`.
Validierung erfolgt über `tests/ensure_indexes_and_show.py`.
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## 10. Offene Punkte / Known Limitations
1. **Multi-Target Inline-Relations:**
* `rel: similar_to [[A]] [[B]]` wird aktuell parser-seitig nicht unterstützt.
* Workaround: Zwei separate Inline-Links `[[rel:similar_to A]] [[rel:similar_to B]]`.
2. **Unresolved Targets:**
* Kanten zu Notizen, die noch nicht existieren, werden mit `target_id="Titel"` angelegt.
* Heilung durch `scripts/resolve_unresolved_references.py` möglich.
3. **Vektor-Konfiguration für Edges:**
* `mindnet_edges` hat aktuell keine Vektoren (`vectors = null`). Eine semantische Suche *auf Kanten* ist noch nicht möglich.