面向知识图谱的知识推理综述

随着智能化水平的不断提高,每时每刻都有大量的新知识产生,知识图谱逐渐成为我们管理知识的工具之一.但现有的知识图谱仍然存在属性缺失、关系稀疏等问题,同时还存在大量噪声信息,导致图谱质量不佳,易对自然语言处理领域中的各类任务造成影响.面向知识图谱的知识推理技术作为目前的研究热点,是解决该问题的主要方法,其通过模拟人的推理过程完成对图谱信息的完善,在众多应用中有较好表现.以知识图谱为切入点,将知识推理技术按类别划分并分别阐释,详细分析该技术的几种应用任务,例如智能问答、推荐系统等,最后对未来主要研究方向进行展望,提出几种研究思路.     

知识图谱推荐系统研究综述

推荐系统可以在海量的数据信息中获取用户偏好,从而更好地实现个性化推荐,提高用户体检,以及解决互联网中的信息过载问题,但推荐系统仍然存在冷启动和数据稀疏问题。知识图谱作为一种拥有大量实体和丰富语义关系的结构化知识库,不但能够提高推荐系统的准确性,还能够为推荐项目提供可解释性,从而增强用户对推荐系统的信任度,为解决推荐系统中存在的一系列关键问题提供了新方法、新思路。首先针对知识图谱推荐系统进行研究与分析,以应用领域为分类依据将知识图谱推荐系统分为多领域知识图谱推荐系统和特定领域知识图谱推荐系统,同时根据这些知识图谱推荐方法的特点进一步分类,对每类方法进行定量分析和定性分析;之后列举出知识图谱推荐系统在应用领域中常用的数据集,对数据集的规模和特点进行概述;最后对知识图谱推荐系统未来的研究方向进行展望和总结。     

面向链接预测的知识图谱表示学习方法综述

作为人工智能的重要基石, 知识图谱能够从互联网海量数据中抽取并表达先验知识, 极大程度解决了智能系统认知决策可解释性差的瓶颈问题, 对智能系统的构建与应用起关键作用. 随着知识图谱技术应用的不断深化, 旨在解决图谱欠完整性问题的知识图谱补全工作迫在眉睫. 链接预测是针对知识图谱中缺失的实体与关系进行预测的任务, 是知识图谱构建与补全中不可或缺的一环. 要充分挖掘知识图谱中的隐藏关系, 利用海量的实体与关系进行计算, 就需要将符号化表示的信息转换为数值形式, 即进行知识图谱表示学习. 基于此, 面向链接预测的知识图谱表示学习成为知识图谱领域的研究热点. 从链接预测与表示学习的基本概念出发, 系统性地介绍面向链接预测的知识图谱表示学习方法最新研究进展. 具体从知识表示形式、算法建模方式两种维度对研究进展进行详细论述. 以知识表示形式的发展历程为线索, 分别介绍二元关系、多元关系和超关系知识表示形式下链接预测任务的数学建模. 基于表示学习建模方式, 将现有方法细化为4类模型: 平移距离模型、张量分解模型、传统神经网络模型和图神经网络模型, 并详细描述每类模型的实现方式与解决不同关系元数链接预测任务的代表模型. 在介绍链接预测的常用的数据集与评判标准基础上, 分别对比分析二元关系、多元关系和超关系3类知识表示形式下, 4类知识表示学习模型的链接预测效果, 并从模型优化、知识表示形式和问题作用域3个方面展望未来发展趋势.     

基于多关系循环事件的动态知识图谱推理

针对现有动态知识图谱推理方法大多存在同时间多关系下推理能力有限的问题,文中提出基于多关系循环事件的动态知识图谱推理方法.利用改进的多关系邻近聚合器融合目标实体邻域信息,获得更准确的实体邻域向量表示,并通过优化信息融合简化文中方法.同时加入关系预测任务,扩大处理特定范围内两个实体间关系冲突的能力.在大型真实数据集上的实体预测和关系预测的实验表明,文中方法有效提升动态知识图谱的推理能力.     

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.     

基于知识图谱的人岗推荐系统构建

为解决传统人岗推荐系统存在的三个常见问题,即数据稀疏性、数据冷启动和数据利用率低,提出了基于知识图谱的人岗推荐系统构建方法。该方法通过改进传统推荐模型,将知识图谱作为辅助边信息融合到推荐系统中进行人岗推荐,有效解决了数据稀疏性和数据冷启动问题;引入知识图谱补全算法提高了数据利用率。提出的方法在人岗推荐上准确率可达92%,比现有人岗推荐方法准确率提高约1%。实验结果表明该方法是可行的,知识图谱的加入可以提升人岗推荐系统的推荐效果。     

基于知识图谱的用户偏好神经建模框架

针对目前基于特征和基于路径的知识图谱感知推荐方法的不足,文中提出端到端的将知识图谱引入推荐系统的用户偏好神经建模框架(NUPM).该框架以用户在知识图谱中的历史访问项目为偏好起点,通过知识图谱中实体间的关系链接传播用户偏好,学习用户的潜在偏好,同时使用注意力网络融合各传播阶段偏好特征以构建最终的用户偏好向量.在真实数据集上的对比实验表明文中框架在个性化推荐中对用户偏好刻画的有效性.     

面向知识图谱的知识推理研究进展

近年来,随着互联网技术和应用模式的迅猛发展,引发了互联网数据规模的爆炸式增长,其中包含大量有价值的知识.如何组织和表达这些知识,并对其进行深入计算和分析,备受关注.知识图谱作为丰富直观的知识表达方式应运而生.面向知识图谱的知识推理是知识图谱的研究热点之一,已在垂直搜索、智能问答等应用领域发挥了重要作用.面向知识图谱的知识推理旨在根据已有的知识推理出新的知识或识别错误的知识.不同于传统知识推理,由于知识图谱中知识表达形式的简洁直观、灵活丰富,面向知识图谱的知识推理方法也更加多样化.本文将从知识推理的基本概念出发,介绍近年来面向知识图谱知识推理方法的最新研究进展.具体地,本文根据推理类型划分,将面向知识图谱的知识推理分为单步推理和多步推理,根据方法的不同,每类又包括基于规则的推理、基于分布式表示的推理、基于神经网络的推理以及混合推理.本文详细总结这些方法,并探讨和展望面向知识图谱知识推理的未来研究方向和前景.     

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...     

知识图谱增强的图神经网络推荐研究进展

已有推荐方法主要基于用户与项目的历史交互行为,未充分运用用户及项目相关特征信息,推荐效果并不理想。知识图谱（knowledge graph,KG）增强的图神经网络（graph neural network,GNN）推荐,是以用户与项目交互行为构建的交互图为基础,引入同为图结构的知识图谱,并运用图神经网络技术进行处理,从而实现个性化推荐。深入探讨了现有知识图谱增强的图神经网络推荐研究进展。首先在对图神经网络推荐和知识图谱推荐进行探讨的基础上,从项目知识图谱和协同知识图谱视角,深入分析了当前知识图谱增强的图神经网络推荐取得的相关研究成果;然后从大规模动态知识图谱处理、用户对项目属性的偏好挖掘、知识图谱的图嵌入学习等方面,指出了已有知识图谱增强的图神经网络推荐研究存在的主要问题;最后从动态时序知识图谱增强的GNN推荐、元学习的知识图谱增强GNN推荐、多模态知识图谱增强的GNN推荐、知识图谱增强的GNN跨领域推荐等方面,展望了知识图谱增强的图神经网络推荐未来主要研究方向。     

融合决策蕴涵的知识图谱推理方法

决策蕴涵是形式概念分析中的决策知识表示和推理工具。提出了一种基于决策蕴涵的知识图谱关系补全方法。基于知识图谱构建对应的决策背景,证明决策蕴涵可以等价表示知识图谱推理中的规则;为了快速挖掘决策蕴涵,对复杂的决策背景进行多次约简,证明约简后的决策背景也可以获取知识图谱推理中的规则;设计了从简化后的决策背景中获取决策蕴涵的算法,给出了使用决策蕴涵进行关系补全的步骤;最后通过实验验证了上述方法的有效性。该研究为完成知识图谱关系补全任务提供了新的思路,也为融合推理提供了一个新的选择。     

时序知识图谱表示与推理的研究进展与趋势

知识图谱作为近年来人工智能领域的一大热点研究方向, 已应用于现实中多个领域. 但是随着知识图谱应用场景日益多样化, 人们逐渐发现不随着时间改变而更新的静态知识图谱不能完全适应知识高频更新的场景. 为此, 研究者们提出时序知识图谱的概念, 一种包含时间信息的知识图谱. 对现有所有时序知识图谱表示与推理模型进行整理, 并归纳和建立一个表示与推理模型理论框架. 然后基于此对当前时序表示推理研究进展进行简要介绍分析和未来趋势预测, 以期望帮助研究者开发设计出更为优异的模型.     

基于知识图谱的中医知识学习研究与实践

中医学是中华民族的文化瑰宝之一,获取、分析和管理中医知识是推动中医学发展的重要举措。在这项研究中,通过对中医数据采集、分类和重组,应用知识图谱技术可视化中医知识之间的关联,实现用户与数据间的动态交互。从用户的角度设计开发了一款基于知识图谱的中医知识学习App,以促进中医知识的共享、传播和弘扬。     

基于知识图谱的用户偏好推荐算法

针对现有的基于知识图谱推荐算法中,缺乏与用户之间的交互,忽略物品间连接关系的问题,提出了基于知识图谱的用户偏好推荐算法.首先,为了更准确地获得用户对物品的偏好类型,增加知识图谱与用户信息的交互.其次,为知识图谱引入注意力机制,使节点传播中关注相似度更高的节点,并在递归传播中优化了节点的嵌入,将两部分关系权重图叠加得到对...     

多语义关系嵌入的知识图谱补全方法

基于知识表示的知识图谱补全方法将实体与关系转化为分布式向量,通过向量计算补全缺失关系。现有的知识表示模型将关系看作单一向量,损失了部分关系语义。而传统关系多语义细分模型由于参数较多,时耗较大难以在大规模知识图谱上应用。提出了一种多语义关系嵌入的知识图谱补全方法（MSRE）,在复数域空间中反向计算关系角度向量,基于Mean-Shift构建各关系的语义分量簇,优化RotatE得分函数为语义分量簇中最恰当的关系语义分量得分。该方法在扩充关系表示的同时,保证了三元组运算中的唯一性。在公开数据集FB15K-237、WN18RR上的链路预测和三元组分类的实验结果表明,该方法可以挖掘关系的潜在语义,保持较低的时间复杂度,且在多数指标上相较于主流模型有一定的性能提升。     

基于混合增强智能的知识图谱推理技术研究

如今,知识图谱被广泛应用在各个领域,例如问答系统、推荐系统等。而基于知识图谱的应用表现很大程度上依赖于知识图谱本身的知识完备性与准确性。单纯通过人工补齐与审核的方式来构建知识图谱已无法满足超大规模知识图谱的需求。针对上述问题,提出一种基于混合增强智能的知识图谱推理框架,即同时利用机器模型与人的知识信息来完成知识图谱推理。该框架在基于知识图谱嵌入的向量空间中,利用混合增强智能模型来寻找到实体节点之间的有效路径。与现有方法不同的是,该方法在训练模型时,高效地利用人的知识信息来指导模型的优化。实验表明,该框架在公开数据集上的表现相较于现有方法有一定提升。     

神经网络知识图谱模型在机器翻译知识图谱推理中的应用研究

知识图谱通过结构化方式完成实体与实体信息之间关系的存储,能够快速高效地处理信息,但存在稀疏性、不完整性等缺点。研究首先通过设计可逆残差模块、输入模块和输出模块构建高效率神经网络(Highly Efficient Transformer, HET),随后利用FOL规则准确率高且可解释性强的特点完成知识推理,由此形成混合逻辑规则与神经网络的知识推理模型(Highly Efficient Transformer Inductive Learner, HETIL)。结果表明,随着步数的增加,HET高效神经网络模型的困惑度最低仅为3.6。在英语机器翻译实例中,HETIL混合推理模型对网页英语翻译场景的平均倒数排名(Mean Reciprocal Ranking, MRR)指标可达0.67,耗时最低仅为18 s。说明所提出模型在机器翻译中具有较高的运行效率,能够有效完成推理任务,为英语机器翻译领域的发展提供了新的思路和方法。