Modern supervised learning neural network models require a large amount of manually labeled data, which makes the construction of domain-specific knowledge graphs time-consuming and labor-intensive. In parallel, although there has been much research on named entity recognition and relation extraction based on distantly supervised learning, constructing a domain-specific knowledge graph from large collections of textual data without manual annotations is still an urgent problem to be solved. In response, we propose an integrated framework for adapting and re-learning knowledge graphs from one coarse domain (biomedical) to a finer-define domain (oncology). In this framework, we apply distant-supervision on cross-domain knowledge graph adaptation. Consequently, no manual data annotation is required to train the model. We introduce a novel iterative training strategy to facilitate the discovery of domain-specific named entities and triples. Experimental results indicate that the proposed framework can perform domain adaptation and construction of knowledge graph efficiently.
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Practices in the built environment have become more digitalized with the rapid development of modern design and construction technologies. However, the requirement of practitioners or scholars to gather complicated professional knowledge in the built environment has not been satisfied yet. In this paper, more than 80,000 paper abstracts in the built environment field were obtained to build a knowledge graph, a knowledge base storing entities and their connective relations in a graph-structured data model. To ensure the retrieval accuracy of the entities and relations in the knowledge graph, two well-annotated datasets have been created, containing 2,000 instances and 1,450 instances each in 29 relations for the named entity recognition task and relation extraction task respectively. These two tasks were solved by two BERT-based models trained on the proposed dataset. Both models attained an accuracy above 85% on these two tasks. More than 200,000 high-quality relations and entities were obtained using these models to extract all abstract data. Finally, this knowledge graph is presented as a self-developed visualization system to reveal relations between various entities in the domain. Both the source code and the annotated dataset can be found here: https://github.com/HKUST-KnowComp/BEKG.
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为了减轻从头开始构建知识图(kg)的挑战,更一般的任务是使用开放式语料库中的三元组丰富一个kg,那里获得的三元组包含嘈杂的实体和关系。在保持知识代表的质量的同时,以新收获的三元组丰富一个公园,这是一项挑战。本文建议使用从附加语料库中收集的信息来完善kg的系统。为此,我们将任务制定为两个耦合子任务,即加入事件提取(JEE)和知识图融合(KGF)。然后,我们提出了一个协作知识图融合框架,以允许我们的子任务以交替的方式相互协助。更具体地说,探险家执行了由地面注释和主管提供的现有KG监督的JEE。然后,主管评估了探险家提取的三元组,并用高度排名的人来丰富KG。为了实施此评估,我们进一步提出了一种翻译的关系一致性评分机制,以对齐并将提取的三元组对齐为先前的kg。实验验证了这种合作既可以提高JEE和KGF的表现。
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学术知识图(KGS)提供了代表科学出版物编码的知识的丰富的结构化信息来源。随着出版的科学文学的庞大,包括描述科学概念的过多的非均匀实体和关系,这些公斤本质上是不完整的。我们呈现Exbert,一种利用预先训练的变压器语言模型来执行学术知识图形完成的方法。我们将知识图形的三元组模型为文本并执行三重分类(即,属于KG或不属于KG)。评估表明,在三重分类,链路预测和关系预测的任务中,Exbert在三个学术kg完成数据集中表现出其他基线。此外,我们将两个学术数据集作为研究界的资源,从公共公共公报和在线资源中收集。
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Natural Language Processing (NLP) is one of the core techniques in AI software. As AI is being applied to more and more domains, how to efficiently develop high-quality domain-specific language models becomes a critical question in AI software engineering. Existing domain-specific language model development processes mostly focus on learning a domain-specific pre-trained language model (PLM); when training the domain task-specific language model based on PLM, only a direct (and often unsatisfactory) fine-tuning strategy is adopted commonly. By enhancing the task-specific training procedure with domain knowledge graphs, we propose KnowledgeDA, a unified and low-code domain language model development service. Given domain-specific task texts input by a user, KnowledgeDA can automatically generate a domain-specific language model following three steps: (i) localize domain knowledge entities in texts via an embedding-similarity approach; (ii) generate augmented samples by retrieving replaceable domain entity pairs from two views of both knowledge graph and training data; (iii) select high-quality augmented samples for fine-tuning via confidence-based assessment. We implement a prototype of KnowledgeDA to learn language models for two domains, healthcare and software development. Experiments on five domain-specific NLP tasks verify the effectiveness and generalizability of KnowledgeDA. (Code is publicly available at https://github.com/RuiqingDing/KnowledgeDA.)
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关系提取(RE)是自然语言处理的基本任务。RE试图通过识别文本中的实体对之间的关系信息来将原始的,非结构化的文本转变为结构化知识。RE有许多用途,例如知识图完成,文本摘要,提问和搜索查询。RE方法的历史可以分为四个阶段:基于模式的RE,基于统计的RE,基于神经的RE和大型语言模型的RE。这项调查始于对RE的早期阶段的一些示例性作品的概述,突出了局限性和缺点,以使进度相关。接下来,我们回顾流行的基准测试,并严格检查用于评估RE性能的指标。然后,我们讨论遥远的监督,这是塑造现代RE方法发展的范式。最后,我们回顾了重点是降级和培训方法的最新工作。
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由于缺乏标记的数据和高注释成本,需要域专家,生物医学领域中的关系提取具有挑战性。远处的监督通常用于通过将知识图与原始文本配对,以解决带注释数据的稀缺性。这样的管道容易出现噪声,并且为涵盖大量生物医学概念的规模增加了挑战。我们研究了现有的远覆盖范围远处监督的生物医学关系提取基准,发现培训和测试关系之间的重叠范围从26%到86%。此外,我们注意到这些基准的数据构建过程中的几个不一致,并且在没有火车测试泄漏的情况下,重点是较窄的实体类型之间的相互作用。这项工作提出了更准确的基准MEDDISTANT19,用于远距离覆盖的远距离监督的生物医学关系提取,以解决这些缺点,并通过将MEDLINE摘要与广泛使用的Snomed Snomed临床术语进行对齐。缺乏针对领域特异性语言模型的彻底评估,我们还进行了实验,以验证一般领域关系提取结果与生物医学关系提取。
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机器学习方法尤其是深度神经网络取得了巨大的成功,但其中许多往往依赖于一些标记的样品进行训练。在真实世界的应用中,我们经常需要通过例如具有新兴预测目标和昂贵的样本注释的动态上下文来解决样本短缺。因此,低资源学习,旨在学习具有足够资源(特别是培训样本)的强大预测模型,现在正在被广泛调查。在所有低资源学习研究中,许多人更喜欢以知识图(kg)的形式利用一些辅助信息,这对于知识表示变得越来越受欢迎,以减少对标记样本的依赖。在这项调查中,我们非常全面地审查了90美元的报纸关于两个主要的低资源学习设置 - 零射击学习(ZSL)的预测,从未出现过训练,而且很少拍摄的学习(FSL)预测的新类仅具有可用的少量标记样本。我们首先介绍了ZSL和FSL研究中使用的KGS以及现有的和潜在的KG施工解决方案,然后系统地分类和总结了KG感知ZSL和FSL方法,将它们划分为不同的范例,例如基于映射的映射,数据增强,基于传播和基于优化的。我们接下来呈现了不同的应用程序,包括计算机视觉和自然语言处理中的kg增强预测任务,还包括kg完成的任务,以及每个任务的一些典型评估资源。我们最终讨论了一些关于新学习和推理范式的方面的一些挑战和未来方向,以及高质量的KGs的建设。
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知识图是一个必不可少的和趋势技术,具有在实体识别,搜索或问题应答中的优势。在执行命名实体识别任务的自然语言处理中有一种方法;但是,有很少的方法可以为特定于域的文本提供三元组。在本文中,已经努力开发一个可以将文本从给定教科书转换为可以用于可视化的三元组的系统,以便为知识图形和用于进一步应用程序的系统。初步评估和评估给出了有希望的结果,F1得分为82%。
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Natural Language Processing (NLP) has been revolutionized by the use of Pre-trained Language Models (PLMs) such as BERT. Despite setting new records in nearly every NLP task, PLMs still face a number of challenges including poor interpretability, weak reasoning capability, and the need for a lot of expensive annotated data when applied to downstream tasks. By integrating external knowledge into PLMs, \textit{\underline{K}nowledge-\underline{E}nhanced \underline{P}re-trained \underline{L}anguage \underline{M}odels} (KEPLMs) have the potential to overcome the above-mentioned limitations. In this paper, we examine KEPLMs systematically through a series of studies. Specifically, we outline the common types and different formats of knowledge to be integrated into KEPLMs, detail the existing methods for building and evaluating KEPLMS, present the applications of KEPLMs in downstream tasks, and discuss the future research directions. Researchers will benefit from this survey by gaining a quick and comprehensive overview of the latest developments in this field.
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自动问题应答(QA)系统的目的是以时间有效的方式向用户查询提供答案。通常在数据库(或知识库)或通常被称为语料库的文件集合中找到答案。在过去的几十年里,收购知识的扩散,因此生物医学领域的新科学文章一直是指数增长。因此,即使对于领域专家,也难以跟踪域中的所有信息。随着商业搜索引擎的改进,用户可以在某些情况下键入其查询并获得最相关的一小组文档,以及在某些情况下从文档中的相关片段。但是,手动查找所需信息或答案可能仍然令人疑惑和耗时。这需要开发高效的QA系统,该系统旨在为用户提供精确和精确的答案提供了生物医学领域的自然语言问题。在本文中,我们介绍了用于开发普通域QA系统的基本方法,然后彻底调查生物医学QA系统的不同方面,包括使用结构化数据库和文本集合的基准数据集和几种提出的方​​法。我们还探讨了当前系统的局限性,并探索潜在的途径以获得进一步的进步。
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外部知识(A.K.A.侧面信息)在零拍摄学习(ZSL)中起着关键作用,该角色旨在预测从未出现在训练数据中的看不见的类。已被广泛调查了几种外部知识,例如文本和属性,但他们独自受到不完整的语义。因此,一些最近的研究提出了由于其高度富有效力和代表知识的兼容性而使用知识图表(千克)。但是,ZSL社区仍然缺乏用于学习和比较不同外部知识设置和基于不同的KG的ZSL方法的标准基准。在本文中,我们提出了六个资源,涵盖了三个任务,即零拍摄图像分类(ZS-IMGC),零拍摄关系提取(ZS-RE)和零拍KG完成(ZS-KGC)。每个资源都有一个正常的zsl基准标记和包含从文本到属性的kg的kg,从关系知识到逻辑表达式。我们已清楚地介绍了这些资源,包括其建设,统计数据格式和使用情况W.r.t.不同的ZSL方法。更重要的是,我们进行了一项全面的基准研究,具有两个通用和最先进的方法,两种特定方法和一种可解释方法。我们讨论并比较了不同的ZSL范式W.R.T.不同的外部知识设置,并发现我们的资源具有开发更高级ZSL方法的巨大潜力,并为应用KGS进行增强机学习的更多解决方案。所有资源都可以在https://github.com/china-uk-zsl/resources_for_kzsl上获得。
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与伯特(Bert)等语言模型相比,已证明知识增强语言表示的预培训模型在知识基础构建任务(即〜关系提取)中更有效。这些知识增强的语言模型将知识纳入预训练中,以生成实体或关系的表示。但是,现有方法通常用单独的嵌入表示每个实体。结果,这些方法难以代表播出的实体和大量参数,在其基础代币模型之上(即〜变压器),必须使用,并且可以处理的实体数量为由于内存限制,实践限制。此外,现有模型仍然难以同时代表实体和关系。为了解决这些问题,我们提出了一个新的预培训模型,该模型分别从图书中学习实体和关系的表示形式,并分别在文本中跨越跨度。通过使用SPAN模块有效地编码跨度,我们的模型可以代表实体及其关系,但所需的参数比现有模型更少。我们通过从Wikipedia中提取的知识图对我们的模型进行了预训练,并在广泛的监督和无监督的信息提取任务上进行了测试。结果表明,我们的模型比基线学习对实体和关系的表现更好,而在监督的设置中,微调我们的模型始终优于罗伯塔,并在信息提取任务上取得了竞争成果。
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知识图表(kg)的表示学习模型已被证明是有效地编码结构信息并在kgs上进行推理。在本文中,我们提出了一种用于知识图表表示学习的新型预训练 - 然后微调框架,其中kg模型首先用三重分类任务预先培训,然后在特定的下游任务上进行判别微调作为实体类型预测和实体对齐。借鉴典型的预训练语言模型学习深层语境化词表示的一般思想,我们提出了学习预先训练的kg表示与目标三重编码的结构和上下文三元组。实验结果表明,微调SCOP不仅优于下游任务组合的基线的结果,而且还避免了特定于特定的特定模型设计和参数培训。
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The development of deep neural networks has improved representation learning in various domains, including textual, graph structural, and relational triple representations. This development opened the door to new relation extraction beyond the traditional text-oriented relation extraction. However, research on the effectiveness of considering multiple heterogeneous domain information simultaneously is still under exploration, and if a model can take an advantage of integrating heterogeneous information, it is expected to exhibit a significant contribution to many problems in the world. This thesis works on Drug-Drug Interactions (DDIs) from the literature as a case study and realizes relation extraction utilizing heterogeneous domain information. First, a deep neural relation extraction model is prepared and its attention mechanism is analyzed. Next, a method to combine the drug molecular structure information and drug description information to the input sentence information is proposed, and the effectiveness of utilizing drug molecular structures and drug descriptions for the relation extraction task is shown. Then, in order to further exploit the heterogeneous information, drug-related items, such as protein entries, medical terms and pathways are collected from multiple existing databases and a new data set in the form of a knowledge graph (KG) is constructed. A link prediction task on the constructed data set is conducted to obtain embedding representations of drugs that contain the heterogeneous domain information. Finally, a method that integrates the input sentence information and the heterogeneous KG information is proposed. The proposed model is trained and evaluated on a widely used data set, and as a result, it is shown that utilizing heterogeneous domain information significantly improves the performance of relation extraction from the literature.
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关系提取(RE)是指在输入文本中提取关系三元组。现有的基于神经工作的系统在很大程度上依赖于手动标记的培训数据,但是仍然有很多域中不存在足够的标记数据。受到基于距离的几弹性实体识别方法的启发,我们根据序列标记的关节提取方法提出了几个弹出任务的定义,并为任务提出了一些弹出框架。此外,我们将两个实际的序列标记模型应用于我们的框架(称为少数Tplinker和几杆Bitt),并在从公共数据集构建的两个少量RE任务上实现了可靠的结果。
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我们设计了一个用户友好且可扩展的知识图构建(KGC)系统,用于从非结构化语料库中提取结构化知识。与现有的KGC系统不同,Gbuilder提供了一种灵活且用户定义的管道,可以包含IE模型的快速开发。可以使用更多基于内置的模板或启发式操作员和可编程操作员来适应来自不同域的数据。此外,我们还为Gbuilder设计了基于云的自适应任务计划,以确保其在大规模知识图构造上的可扩展性。实验评估不仅证明了Gbuilder在统一平台中组织多个信息提取模型的能力,还证实了其在大规模KGC任务上的高可扩展性。
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域自适应文本分类对于大规模预处理的语言模型来说是一个具有挑战性的问题,因为它们通常需要昂贵的额外标记数据来适应新域。现有作品通常无法利用跨域单词之间的隐式关系。在本文中,我们提出了一种新的方法,称为结构化知识(DASK)的域适应性,以通过利用单词级别的语义关系来增强域的适应性。 Dask首先构建知识图,以捕获目标域中的枢轴项(独立域单词)和非居式项之间的关系。然后在训练期间,DASK注入与源域文本的枢轴相关知识图信息。对于下游任务,这些注入知识的文本被馈入能够处理知识注入文本数据的BERT变体。多亏了知识注入,我们的模型根据与枢轴的关系学习了非客者的域不变特征。 DASK通过在使用伪标签训练期间通过候选枢轴的极性得分动态推断出具有域不变行为的枢轴。我们在各种跨域情绪分类任务上验证了DASK,并观察到20种不同领域对的基准的绝对性能提高了2.9%。代码将在https://github.com/hikaru-nara/dask上提供。
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知识增强的预训练预审语言模型(Keplms)是预先接受的模型,具有从知识图中注入的关系三元组,以提高语言理解能力。为了保证有效的知识注入,之前的研究将模型与知识编码器集成,以表示从知识图表中检索的知识。知识检索和编码的操作带来了重要的计算负担,限制了在需要高推理速度的现实应用程序中使用这些模型。在本文中,我们提出了一种名为DKPLM的新型KEPLM,其在预训练,微调和推理阶段进行了预先训练的语言模型的知识注射过程,这有助于KEPLMS在现实世界场景中的应用。具体而言,我们首先检测知识感知的长尾实体作为知识注射的目标,增强了Keplms的语义理解能力,避免注入冗余信息。长尾实体的嵌入式被相关知识三元组形成的“伪令牌表示”取代。我们进一步设计了用于预培训的关系知识解码任务,以强制模型通过关系三重重建来真正了解注入的知识。实验表明,我们的模型在零拍摄知识探测任务和多种知识意识语言理解任务中显着优于其他KEPLS。我们进一步表明,由于分解机制,DKPLM具有比其他竞争模型更高的推理速度。
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关系提取是一项重要但具有挑战性的任务,旨在从文本中提取所有隐藏的关系事实。随着深层语言模型的发展,关系提取方法在各种基准上都取得了良好的性能。但是,我们观察到以前方法的两个缺点:首先,在各种关系提取设置下没有统一的框架可以很好地工作;其次,有效利用外部知识作为背景信息。在这项工作中,我们提出了一种知识增强的生成模型来减轻这两个问题。我们的生成模型是一个统一的框架,可在各种关系提取设置下依次生成关系三胞胎,并明确利用来自知识图(KG)的相关知识来解决歧义。我们的模型在包括WebNLG,NYT10和Tacred在内的多个基准和设置上实现了卓越的性能。
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