基于表示学习的知识图谱推理研究综述

知识图谱以结构化形式描述了现实世界中的客观知识,但面临着构建不完整或者无法处理新增知识等挑战。知识图谱推理方法成为了知识图谱补全和更新的重要手段,该方法旨在基于图谱中已有的事实推断出未知的事实。近年来,基于表示学习的知识图谱推理研究受到了广泛关注,其主要研究思路是将实体和关系嵌入到低维连续向量空间从而进行推理,具有计算效率快、推理性能高等优势。文中以基于表示学习的知识图谱推理方法为研究对象,首先对相关的符号表示、数据集、评价指标、训练方法以及评测任务进行了简要概述;其次介绍了基于平移距离和语义匹配的两种典型知识图谱推理方法;然后对融合多源信息的推理方法进行了分类和梳理,以及详细分析了近期流行的基于神经网络的推理研究进展;最后总结全文,同时对知识图谱推理的未来研究方向进行展望。     

基于知识推理的医疗应急响应机制研究

应急响应是各类突发事件应急管理的关键.为解决现有医疗领域应急响应决策支持模式存在的精细化程度低、决策服务单一、智能性不足等问题,提出了混合基于案例推理和规则推理的医疗紧急呼救事件应急响应方法.该方法首先将呼救信息构建为呼救知识图谱并将医疗单位和警务单位等信息构建为外部知识图谱集;然后通过实体对齐技术,将呼救知识图谱和外部知识图谱集融合成医疗突发事件知识图谱,以支持事件信息可视化和应急响应方案推理;最后运用基于案例推理(CBR)和基于规则推理(RBR)的混合推理方法,对突发事件知识图谱中隐含关系进行挖掘,推理出符合实际救援需要的资源调配方案.结合实例,验证了该方法的可行性和有效性.     

可解释的知识图谱推理方法综述

近年来,以深度学习模型为基础的人工智能研究不断取得突破性进展,但其大多具有黑盒性,不利于人类认知推理过程,导致高性能的复杂算法、模型及系统普遍缺乏决策的透明度和可解释性。在国防、医疗、网络与信息安全等对可解释性要求严格的关键领域,推理方法的不可解释性对推理结果及相关回溯造成较大影响,因此,需要将可解释性融入这些算法和系统中,通过显式的可解释知识推理辅助相关预测任务,形成一个可靠的行为解释机制。知识图谱作为最新的知识表达方式之一,通过对语义网络进行建模,以结构化的形式描述客观世界中实体及关系,被广泛应用于知识推理。基于知识图谱的知识推理在离散符号表示的基础上,通过推理路径、逻辑规则等辅助手段,对推理过程进行解释,为实现可解释人工智能提供重要途径。针对可解释知识图谱推理这一领域进行了全面的综述。阐述了可解释人工智能和知识推理相关概念。详细介绍近年来可解释知识图谱推理方法的最新研究进展,从人工智能的3个研究范式角度出发,总结了不同的知识图谱推理方法。提出对可解释的知识图谱推理研究前景和未来研究方向。     

融合TuckER嵌入和强化学习的知识推理

知识推理是补全知识图谱的重要方法, 旨在根据图谱中已有的知识, 推断出未知的事实或关系. 针对多数推理方法仍存在没有充分考虑实体对之间的路径信息, 且推理效率偏低、可解释性差的问题, 提出了将TuckER嵌入和强化学习相结合的知识推理方法TuckRL (TuckER embedding with reinforcement learning). 首先, 通过TuckER嵌入将实体和关系映射到低维向量空间, 在知识图谱环境中采用策略引导的强化学习算法对路径推理过程进行建模, 然后在路径游走进行动作选择时引入动作修剪机制减少无效动作的干扰, 并将LSTM作为记忆组件保存智能体历史动作轨迹, 促使智能体更准确地选择有效动作, 通过与知识图谱的交互完成知识推理. 在3个主流大规模数据集上进行了实验, 结果表明TuckRL优于现有的大多数推理方法, 说明将嵌入和强化学习相结合的方法用于知识推理的有效性.     

基于深度强化学习的知识推理研究进展综述

知识推理是知识图谱补全的重要方法,已在垂直搜索、智能问答等多个应用领域发挥重要作用。随着知识推理应用研究的不断深入,知识推理的可解释性受到了广泛关注。基于深度强化学习的知识推理方法具备更好的可解释性和更强的推理能力,能够更加充分地利用知识图谱中实体、关系等信息,使得推理效果更好。简要介绍知识图谱及其研究的基本情况,阐述知识推理的基本概念和近年来的研究进展,着重从封闭域推理和开放域推理两个角度,对当下基于深度强化学习知识推理方法进行了深入分析和对比,同时对所涉及到的数据集和评价指标进行了总结,并对未来研究方向进行了展望。     

基于神经网络的知识推理研究综述

知识推理是知识图谱补全的重要手段,一直以来都是知识图谱领域的研究热点之一。随着神经网络不断取得新的发展,其在知识推理中的应用在近几年逐渐得到广泛重视。基于神经网络的知识推理方法具备更强的推理能力和泛化能力,对知识库中实体、属性、关系和文本信息的利用率更高,推理效果更好。简要介绍知识图谱及知识图谱补全的相关概念,阐述知识推理的概念及基本原理,从语义、结构和辅助存储三个维度展开,综述当下基于神经网络的知识推理最新研究进展,总结了基于神经网络的知识推理在理论、算法和应用方面存在的问题和发展方向。     

水利信息知识图谱的构建与应用

近年来知识图谱技术作为一种用于描述客观世界中概念、实例及其关系的新方法,得到了人们的广泛关注,利用知识图谱可以有效拓展搜索结果的广度。目前水利行业采用的基于关键字的搜索技术难以利用对象间关系进行信息检索。为此,本文首先提出一种面向水利对象数据的知识图谱构建方法,用以实现水利信息知识图谱的构建。然后,提出基于推理规则的知识推理方法,利用隐藏在水利信息知识图谱中的知识实现智能数据检索。最后,将上述技术应用于水利领域,实现水利信息知识图谱构建与检索系统。通过该系统可以有效利用水利对象之间的关系,充分发挥水利信息资源的价值。     

知识图谱综述——表示、构建、推理与知识超图理论

针对知识图谱（KG）在知识驱动的人工智能研究中发挥的强大支撑作用,分析并总结了现有知识图谱和知识超图技术。首先,从知识图谱的定义与发展历程出发,介绍了知识图谱的分类和架构;其次,对现有的知识表示与存储方式进行了阐述;然后,基于知识图谱的构建流程,分析了各类知识图谱构建技术的研究现状。特别是针对知识图谱中的知识推理这一重要环节,分析了基于逻辑规则、嵌入表示和神经网络的三类典型的知识推理方法。此外,以异构超图引出知识超图的研究进展,并提出三层架构的知识超图,从而更好地表示和提取超关系特征,实现对超关系数据的建模及快速的知识推理。最后,总结了知识图谱和知识超图的典型应用场景并对未来的研究作出了展望。     

知识图谱嵌入研究综述

随着互联网技术和应用模式的迅猛发展,表达方式丰富直观的知识图谱得到了大量关注,在知识表示学习方面积累了丰富研究成果,这些研究已在垂直搜索、智能问答等应用领域发挥了重要作用。在总结现有知识图谱嵌入研究基础之上,以面向的知识图谱数量为依据,将知识图谱嵌入模型分为面向单个知识图谱的链接预测模型和面向多个知识图谱的实体对齐模型两大类;逐类分析了知识图谱嵌入模型的标准处理流程,并在模型假设、实现方法、语义捕获层次等方面做了详细对比;通过充分探讨现有知识图谱嵌入模型存在的问题,展望了知识图谱嵌入的未来研究方向。     

时态知识图谱的推理研究综述

随着社交网络、物端感知等技术快速发展,网络空间中涌现了大量的交互、话题、事件、新闻等数据,蕴含大量动态演化、强时效性的知识.较于忽略知识中时间信息的传统知识图谱,时态知识图谱通过建模知识的时效性以描述动态变化的现实世界,为时间紧耦合的应用提供有效支持.然而,时态知识图谱无法确保涵盖全量知识,知识的缺失严重影响应用性能,需要推理模型自动挖掘新的知识,以解释事物的历史状态,预测未来发展趋势并描述演化规律.由于实际应用的迫切需要,近年来,时态知识图谱的推理研究工作层出不穷,逐渐引起学术界和工业界的广泛关注.本文对近年来时态知识图谱的推理工作进行全面介绍和总结.首先,介绍了时态知识图谱的推理相关概念与问题描述;其次,介绍了面向补全任务的推理模型与面向预测任务的推理模型,对其进行比较分析;之后总结了时态知识图谱推理的数据集、推理任务、相关指标以及应用场景;最后展望时态知识图谱推理的未来研究趋势.综上,本文致力于为时态知识图谱的推理领域研究人员提供具有价值的参考,以推动该领域进一步发展.     

基于域名系统知识图谱的CDN域名识别技术

内容分发网络（content delivery network,CDN）是互联网上的重要基础设施,目前识别CDN域名的方法主要利用域名字符特征、HTTP关键字和DNS记录等,识别范围有限。针对大规模识别CDN域名的问题,提出了基于域名系统知识图谱的CDN域名识别技术。根据域名系统的特征进行本体建模、数据获取、知识图谱构建,通过分析域名系统相关数据获取CDN服务特征。将CDN域名作为知识图谱域名节点的属性,定义推理规则,通过知识图谱内包含的实体、关系和属性进行关联分析,识别CDN域名。基于该方法对Alexa排名前100万域名及其部分子域名进行建模识别,构建了超百万节点和关系的域名系统知识图谱。实验结果表明,该方法在不通过手工识别构建样本集的情况下可以达到88%的分类精度和86%的F1指数。     

自定义SWRL知识图谱推理补全插件的实现

知识图谱是人工智能应用的基石,基于规则进行推理是知识图谱知识补全的重要方式。SWRL推理插件的局限性成为了知识推理补全的瓶颈。打破了SWRL有限的推理能力,论述了在SWRL规则中编写自定义知识推理插件,并在知识图谱建模和推理工具中实现对自定义插件推理支持的方法。介绍了知识图谱知识建模和推理的方法与工具,结合一个具体的知识补全需求建模了包含自定义知识推理插件的SWRL推理规则;在Pellet推理机中实现和注入了此自定义推理插件的推理支持源码,并通过与Protégé知识建模工具进行集成从而完成知识补全需求;应用包含自定义插件的SWRL推理规则完成了老人健康小屋物联网系统资源组成和资源故障诊断的知识补全。以此论述了使用SWRL自定义知识推理插件进行知识图谱知识补全的方法和实践。     

深度学习与知识推理相结合的研究综述

知识推理作为知识图谱的重要一环,一直处于重点研究热门对象之中。随着深度学习的不断发展,多种深度学习模型与知识推理的结合引起了很大的重视,得到了大量国内外学者的热捧。为了提高从已有知识中推理出新知识的正确率,二者的结合被广泛研究。基于深度学习的知识推理可以挖掘得更深、更仔细、更精确,有效提高了丰富知识库中的实体、关系、属性和文本信息等的利用率,使推理效果更佳。通过简单介绍知识图谱以及知识补全概念,重点叙述知识推理的概念及基本原理,从知识表示学习、知识获取和知识计算应用三个方向展开,综述了基于深度学习的知识推理CTransR、PTransE、TKRL、HAAT、AMNRE、CLSP、HDSA和SDLM模型的最新研究进展;总结了基于深度学习的知识推理在理论、算法和应用方面尚未克服的问题、研究方向和未来发展前景。     

知识图谱研究现状及军事应用

知识图谱以语义网络的形式将客观世界中概念、实体及其之间的关系进行结构化描述,提高了人类从数据中抽取信息、从信息中提炼知识的能力。该文形式化地描述了知识图谱的基本概念,提出了知识图谱的层次化体系架构,详细分析了信息抽取、知识融合、知识架构、知识管理等核心层次的技术发展现状,系统梳理了知识图谱在军事领域的应用,并对知识图谱未来发展的挑战和趋势进行了总结展望。     

基于图神经网络和语义知识的自然语言推理任务研究

自然语言推理任务的目的是推断两个句子之间的语义逻辑关系。该文通过模仿人类的推理过程构造模型,首先利用长短时记忆网络提取词的语境特征,模仿人类粗读句子的过程;然后依据外部语义知识,连接两个句子中有语义联系的词,构造一个以词为节点的语义图;接下来模仿人类比较两个句子的语义角色相似性的思维,用图卷积或图注意力神经网络聚合词在图中的空间特征;最后融合词的语境特征和语义图空间特征,进行推理分类。实验结果证明,基于图神经网络的模型能有效利用外部语义知识来提高自然语言推理的准确率。     

知识图谱划分算法研究综述

知识图谱是人工智能的重要基石,因其包含丰富的图结构和属性信息而受到广泛关注.知识图谱可以精确语义描述现实世界中的各种实体及其联系,其中顶点表示实体,边表示实体间的联系.知识图谱划分是大规模知识图谱分布式处理的首要工作,对知识图谱分布式存储、查询、推理和挖掘起基础支撑作用.随着知识图谱数据规模及分布式处理需求的不断增长,如何对其进行划分已成为目前知识图谱研究的热点问题.从知识图谱和图划分的定义出发,系统性地介绍当前知识图谱数据划分的各类算法,包括基本、多级、流式、分布式和其他类型图划分算法.首先,介绍4种基本图划分算法:谱划分算法、几何划分算法、分支定界算法、KL及其衍生算法,这类算法通常用于小规模图数据或作为其他划分算法的一部分;然后,介绍多级图划分算法,这类算法对图粗糙化后进行划分再投射回原始图,根据粗糙化过程分为基于匹配的算法和基于聚合的算法;其次,描述3种流式图划分算法,这类算法将顶点或边加载为序列后进行划分,包括Hash算法、贪心算法、Fennel算法,以及这3种算法的衍生算法;再次,介绍以KaPPa、JA-BE-JA和轻量级重划分为代表的分布式图划分算法及它们的衍生算法;同时,在其他类型图划分算法中,介绍近年来新兴的2种图划分算法:标签传播算法和基于查询负载的算法.通过在合成与真实知识图谱数据集上的丰富实验,比较了5类知识图谱代表性划分算法在划分效果、查询处理与图数据挖掘方面的性能差异,分析实验结果并推广到推理层面,获得了基于实验的知识图谱划分算法性能评价结论.最后,在对已有方法分析和比较的基础上,总结目前知识图谱数据划分面临的主要挑战,提出相应的研究问题,并展望未来的研究方向.