人工智能（AI）的一个重要方面是以逐步的“算法”方式能够以其正确性检查和验证的逐步的“算法”方式。这在问题答案领域（QA）尤其重要。我们认为，可以有效地用QA中的算法推理的挑战用AI的“系统”方法有效地解决，该方法具有包括深神经网络的符号和子象征方法的混合使用。此外，我们认为，虽然具有端到端训练管道的神经网络模型在狭窄的应用中表现出良好的窄应用，但它们不能独立地成功执行算法推理，特别是如果任务跨越多个域。我们讨论了一些显着的例外，并指出，当QA问题扩大到包括其他需要其他智能任务时，它们仍然有限。但是，深度学习和机器学习一般，确实在推理过程中扮演重要角色作为组件。我们提出了一种基于三个理想的特性的QA，深算法问题应答（DAQA）的算法推理方法：这种AI系统应该具有的解释性，概括性和鲁棒性，并得出结论，它们最好地通过混合的组合实现和组成ai。

Neural-symbolic computing (NeSy), which pursues the integration of the symbolic and statistical paradigms of cognition, has been an active research area of Artificial Intelligence (AI) for many years. As NeSy shows promise of reconciling the advantages of reasoning and interpretability of symbolic representation and robust learning in neural networks, it may serve as a catalyst for the next generation of AI. In the present paper, we provide a systematic overview of the important and recent developments of research on NeSy AI. Firstly, we introduce study history of this area, covering early work and foundations. We further discuss background concepts and identify key driving factors behind the development of NeSy. Afterward, we categorize recent landmark approaches along several main characteristics that underline this research paradigm, including neural-symbolic integration, knowledge representation, knowledge embedding, and functionality. Then, we briefly discuss the successful application of modern NeSy approaches in several domains. Finally, we identify the open problems together with potential future research directions. This survey is expected to help new researchers enter this rapidly-developing field and accelerate progress towards data-and knowledge-driven AI.

主张神经符号人工智能（NESY）断言，将深度学习与象征性推理相结合将导致AI更强大，而不是本身。像深度学习一样成功，人们普遍认为，即使我们最好的深度学习系统也不是很擅长抽象推理。而且，由于推理与语言密不可分，因此具有直觉的意义，即自然语言处理（NLP）将成为NESY特别适合的候选人。我们对实施NLP实施NESY的研究进行了结构化审查，目的是回答Nesy是否确实符合其承诺的问题：推理，分布概括，解释性，学习和从小数据的可转让性以及新的推理到新的域。我们研究了知识表示的影响，例如规则和语义网络，语言结构和关系结构，以及隐式或明确的推理是否有助于更高的承诺分数。我们发现，将逻辑编译到神经网络中的系统会导致满足最NESY的目标，而其他因素（例如知识表示或神经体系结构的类型）与实现目标没有明显的相关性。我们发现在推理的定义方式上，特别是与人类级别的推理有关的许多差异，这会影响有关模型架构的决策并推动结论，这些结论在整个研究中并不总是一致的。因此，我们倡导采取更加有条不紊的方法来应用人类推理的理论以及适当的基准的发展，我们希望这可以更好地理解该领域的进步。我们在GitHub上提供数据和代码以进行进一步分析。

内容的离散和连续表示（例如，语言或图像）具有有趣的属性，以便通过机器的理解或推理此内容来探索或推理。该职位论文提出了我们关于离散和持续陈述的作用及其在深度学习领域的作用的意见。目前的神经网络模型计算连续值数据。信息被压缩成密集，分布式嵌入式。通过Stark对比，人类在他们的语言中使用离散符号。此类符号代表了来自共享上下文信息的含义的世界的压缩版本。此外，人工推理涉及在认知水平处符号操纵，这促进了抽象的推理，知识和理解的构成，泛化和高效学习。通过这些见解的动机，在本文中，我们认为，结合离散和持续的陈述及其处理对于构建展示一般情报形式的系统至关重要。我们建议并讨论了几个途径，可以在包含离散元件来结合两种类型的陈述的优点来改进当前神经网络。

近年来，随着新颖的策略和应用，神经网络一直在迅速扩展。然而，尽管不可避免地会针对关键应用程序来解决这些挑战，例如神经网络技术诸如神经网络技术中仍未解决诸如神经网络技术的挑战。已经尝试通过用符号表示来表示和嵌入域知识来克服神经网络计算中的挑战。因此，出现了神经符号学习（Nesyl）概念，其中结合了符号表示的各个方面，并将常识带入神经网络（Nesyl）。在可解释性，推理和解释性至关重要的领域中，例如视频和图像字幕，提问和推理，健康信息学和基因组学，Nesyl表现出了有希望的结果。这篇综述介绍了一项有关最先进的Nesyl方法的全面调查，其原理，机器和深度学习算法的进步，诸如Opthalmology之类的应用以及最重要的是该新兴领域的未来观点。

尽管在现代的机器学习算法的最新进展，其内在机制的不透明仍是采用的障碍。在人工智能系统灌输信心和信任，解释的人工智能已成为提高现代机器学习算法explainability的响应。归纳逻辑程序（ILP），符号人工智能的子场中，起着产生，因为它的直观的逻辑驱动框架的可解释的解释有希望的作用。 ILP有效利用绎推理产生从实例和背景知识解释的一阶分句理论。然而，在发展中通过ILP需要启发方法的几个挑战，在实践中他们的成功应用来解决。例如，现有的ILP系统通常拥有广阔的解空间，以及感应解决方案是对噪声和干扰非常敏感。本次调查总结在ILP的最新进展和统计关系学习和神经象征算法的讨论，其中提供给ILP协同意见。继最新进展的严格审查，我们划定观察的挑战，突出对发展不言自明的人工智能系统进一步ILP动机研究的潜在途径。

知识基础问题回答（KBQA）旨在通过知识库（KB）回答问题。早期研究主要集中于回答有关KB的简单问题，并取得了巨大的成功。但是，他们在复杂问题上的表现远非令人满意。因此，近年来，研究人员提出了许多新颖的方法，研究了回答复杂问题的挑战。在这项调查中，我们回顾了KBQA的最新进展，重点是解决复杂问题，这些问题通常包含多个主题，表达复合关系或涉及数值操作。详细说明，我们从介绍复杂的KBQA任务和相关背景开始。然后，我们描述用于复杂KBQA任务的基准数据集，并介绍这些数据集的构建过程。接下来，我们提出两个复杂KBQA方法的主流类别，即基于语义解析的方法（基于SP）的方法和基于信息检索的方法（基于IR）。具体而言，我们通过流程设计说明了他们的程序，并讨论了它们的主要差异和相似性。之后，我们总结了这两类方法在回答复杂问题时会遇到的挑战，并解释了现有工作中使用的高级解决方案和技术。最后，我们结论并讨论了与复杂的KBQA有关的几个有希望的方向，以进行未来的研究。

虽然深增强学习已成为连续决策问题的有希望的机器学习方法，但对于自动驾驶或医疗应用等高利害域来说仍然不够成熟。在这种情况下，学习的政策需要例如可解释，因此可以在任何部署之前检查它（例如，出于安全性和验证原因）。本调查概述了各种方法，以实现加固学习（RL）的更高可解释性。为此，我们将解释性（作为模型的财产区分开来和解释性（作为HOC操作后的讲话，通过代理的干预），并在RL的背景下讨论它们，并强调前概念。特别是，我们认为可译文的RL可能会拥抱不同的刻面：可解释的投入，可解释（转型/奖励）模型和可解释的决策。根据该计划，我们总结和分析了与可解释的RL相关的最近工作，重点是过去10年来发表的论文。我们还简要讨论了一些相关的研究领域并指向一些潜在的有前途的研究方向。

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。

Recent progress in artificial intelligence (AI) has renewed interest in building systems that learn and think like people. Many advances have come from using deep neural networks trained end-to-end in tasks such as object recognition, video games, and board games, achieving performance that equals or even beats humans in some respects. Despite their biological inspiration and performance achievements, these systems differ from human intelligence in crucial ways. We review progress in cognitive science suggesting that truly human-like learning and thinking machines will have to reach beyond current engineering trends in both what they learn, and how they learn it. Specifically, we argue that these machines should (a) build causal models of the world that support explanation and understanding, rather than merely solving pattern recognition problems; (b) ground learning in intuitive theories of physics and psychology, to support and enrich the knowledge that is learned; and (c) harness compositionality and learning-to-learn to rapidly acquire and generalize knowledge to new tasks and situations. We suggest concrete challenges and promising routes towards these goals that can combine the strengths of recent neural network advances with more structured cognitive models.

为了提高模型透明度并允许用户形成训练有素的ML模型的心理模型，解释对AI和机器学习（ML）社区的兴趣越来越高。但是，解释可以超越这种方式通信作为引起用户控制的机制，因为一旦用户理解，他们就可以提供反馈。本文的目的是介绍研究概述，其中解释与交互式功能相结合，是从头开始学习新模型并编辑和调试现有模型的手段。为此，我们绘制了最先进的概念图，根据其预期目的以及它们如何构建相互作用，突出它们之间的相似性和差异来分组相关方法。我们还讨论开放研究问题并概述可能的方向，希望促使人们对这个开花研究主题进行进一步的研究。

我们提出了一种调查，其中在构建具有神经网络的模型时包括现有科学知识的方式。纳入领域知识不仅仅是构建科学助理，而且还有许多其他领域，涉及使用人机协作了解数据的其他领域。在许多这样的情况下，基于机器的模型结构可以显着地利用具有以足够精确的形式编码的域的人人类知识。本文审查了通过更改的域名知识：输入，丢失功能和深网络的架构。分类是为了便于阐述：在实践中，我们预计将采用这种变化的组合。在每个类别中，我们描述了所显示的技术，以产生深度神经网络性能的显着变化。

Artificial Intelligence (AI) and its applications have sparked extraordinary interest in recent years. This achievement can be ascribed in part to advances in AI subfields including Machine Learning (ML), Computer Vision (CV), and Natural Language Processing (NLP). Deep learning, a sub-field of machine learning that employs artificial neural network concepts, has enabled the most rapid growth in these domains. The integration of vision and language has sparked a lot of attention as a result of this. The tasks have been created in such a way that they properly exemplify the concepts of deep learning. In this review paper, we provide a thorough and an extensive review of the state of the arts approaches, key models design principles and discuss existing datasets, methods, their problem formulation and evaluation measures for VQA and Visual reasoning tasks to understand vision and language representation learning. We also present some potential future paths in this field of research, with the hope that our study may generate new ideas and novel approaches to handle existing difficulties and develop new applications.

Visual question answering is fundamentally compositional in nature-a question like where is the dog? shares substructure with questions like what color is the dog? and where is the cat? This paper seeks to simultaneously exploit the representational capacity of deep networks and the compositional linguistic structure of questions. We describe a procedure for constructing and learning neural module networks, which compose collections of jointly-trained neural "modules" into deep networks for question answering. Our approach decomposes questions into their linguistic substructures, and uses these structures to dynamically instantiate modular networks (with reusable components for recognizing dogs, classifying colors, etc.). The resulting compound networks are jointly trained. We evaluate our approach on two challenging datasets for visual question answering, achieving state-of-the-art results on both the VQA natural image dataset and a new dataset of complex questions about abstract shapes.

Mathematical reasoning is a fundamental aspect of human intelligence and is applicable in various fields, including science, engineering, finance, and everyday life. The development of artificial intelligence (AI) systems capable of solving math problems and proving theorems has garnered significant interest in the fields of machine learning and natural language processing. For example, mathematics serves as a testbed for aspects of reasoning that are challenging for powerful deep learning models, driving new algorithmic and modeling advances. On the other hand, recent advances in large-scale neural language models have opened up new benchmarks and opportunities to use deep learning for mathematical reasoning. In this survey paper, we review the key tasks, datasets, and methods at the intersection of mathematical reasoning and deep learning over the past decade. We also evaluate existing benchmarks and methods, and discuss future research directions in this domain.

语言基础的挑战是通过在现实世界中的引用中充分理解自然语言。尽管可以使用AI技术，但此类技术对人类机器人团队的广泛采用和有效性依赖于用户信任。这项调查提供了有关语言基础的新兴信任领域的三项贡献，包括a）根据AI技术，数据集和用户界面的语言基础研究概述；b）与语言基础有关的六个假设信任因素，这些因素在人机清洁团队经验中进行了经验测试；c）对语言基础的信任的未来研究指示。

Neurosymbolic Programming (NP) techniques have the potential to accelerate scientific discovery. These models combine neural and symbolic components to learn complex patterns and representations from data, using high-level concepts or known constraints. NP techniques can interface with symbolic domain knowledge from scientists, such as prior knowledge and experimental context, to produce interpretable outputs. We identify opportunities and challenges between current NP models and scientific workflows, with real-world examples from behavior analysis in science: to enable the use of NP broadly for workflows across the natural and social sciences.

问答系统被认为是流行且经常有效的信息在网络上寻求信息的手段。在这样的系统中，寻求信息者可以通过自然语言提出问题来获得对他们的查询的简短回应。交互式问题回答是一种最近提出且日益流行的解决方案，它位于问答和对话系统的交集。一方面，用户可以以普通语言提出问题，并找到对她的询问的实际回答；另一方面，如果在初始请求中有多个可能的答复，很少或歧义，则系统可以将问题交通会话延长到对话中。通过允许用户提出更多问题，交互式问题回答使用户能够与系统动态互动并获得更精确的结果。这项调查提供了有关当前文献中普遍存在的交互式提问方法的详细概述。它首先要解释提问系统的基本原理，从而定义新的符号和分类法，以将所有已确定的作品结合在统一框架内。然后，根据提出的方法，评估方法和数据集/应用程序域来介绍和检查有关交互式问题解答系统的审查已发表的工作。我们还描述了围绕社区提出的特定任务和问题的趋势，从而阐明了学者的未来利益。 GitHub页面的综合综合了本文献研究中涵盖的所有主要主题，我们的工作得到了进一步的支持。 https://sisinflab.github.io/interactive-question-answering-systems-survey/

组合优化是运营研究和计算机科学领域的一个公认领域。直到最近，它的方法一直集中在孤立地解决问题实例，而忽略了它们通常源于实践中的相关数据分布。但是，近年来，人们对使用机器学习，尤其是图形神经网络（GNN）的兴趣激增，作为组合任务的关键构件，直接作为求解器或通过增强确切的求解器。GNN的电感偏差有效地编码了组合和关系输入，因为它们对排列和对输入稀疏性的意识的不变性。本文介绍了对这个新兴领域的最新主要进步的概念回顾，旨在优化和机器学习研究人员。

我们提出了一种系统推理的方法，该方法生产了基于事实基础的人类可解释的证明树。我们的解决方案类似于经典的基于序言的推理引擎的风格，在该引擎中，我们通过神经语言建模，指导生成和半磁头密集检索的结合来代替手工制作的规则。这款新颖的推理引擎Nellie动态实例化了可解释的推理规则，这些规则捕获和分数构成（DE）在自然语言陈述上。内莉（Nellie）在科学质量检查数据集上提供竞争性能，需要对多个事实进行结构化解释。