KB为科学领域的策划中的关键组成部分是从域已发表的文章中的表中提取信息 - 表具有重要的信息（通常是数字），必须充分提取该信息，以便对文章进行全面的机器理解。现有表提取器假设表结构和格式的先验知识，这在科学表中可能不知道。我们研究了一个具体而具有挑战性的表提取问题：提取材料的组成（例如玻璃，合金）。我们首先观察到材料科学研究人员在各种桌子样式中组织了类似的组成，需要一个智能模型来理解和构图提取。因此，我们将这项新颖的任务定义为ML社区的挑战，并创建一个培训数据集，其中包括4,408个远距离监督的表格，以及1,475个手动注释的DEV和测试表。我们还提出了Discomat，这是针对此特定任务的强大基线，该基线将多个图形神经网络与多个特定于任务的正则表达式，功能和约束结合在一起。我们表明，通过大幅度的边缘，盘点优于最新的表处理架构。

随着未来以数据为中心的决策，对数据库的无缝访问至关重要。关于创建有效的文本到SQL（Text2SQL）模型以访问数据库的数据有广泛的研究。使用自然语言是可以通过有效访问数据库（尤其是对于非技术用户）来弥合数据和结果之间差距的最佳接口之一。它将打开门，并在精通技术技能或不太熟练的查询语言的用户中引起极大的兴趣。即使提出或研究了许多基于深度学习的算法，在现实工作场景中使用自然语言来解决数据查询问题仍然非常具有挑战性。原因是在不同的研究中使用不同的数据集，这带来了其局限性和假设。同时，我们确实缺乏对这些提议的模型及其对其训练的特定数据集的局限性的彻底理解。在本文中，我们试图介绍过去几年研究的24种神经网络模型的整体概述，包括其涉及卷积神经网络，经常性神经网络，指针网络，强化学习，生成模型等的架构。我们还概述11个数据集，这些数据集被广泛用于训练Text2SQL技术的模型。我们还讨论了无缝数据查询中文本2SQL技术的未来应用可能性。

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.

Intelligently extracting and linking complex scientific information from unstructured text is a challenging endeavor particularly for those inexperienced with natural language processing. Here, we present a simple sequence-to-sequence approach to joint named entity recognition and relation extraction for complex hierarchical information in scientific text. The approach leverages a pre-trained large language model (LLM), GPT-3, that is fine-tuned on approximately 500 pairs of prompts (inputs) and completions (outputs). Information is extracted either from single sentences or across sentences in abstracts/passages, and the output can be returned as simple English sentences or a more structured format, such as a list of JSON objects. We demonstrate that LLMs trained in this way are capable of accurately extracting useful records of complex scientific knowledge for three representative tasks in materials chemistry: linking dopants with their host materials, cataloging metal-organic frameworks, and general chemistry/phase/morphology/application information extraction. This approach represents a simple, accessible, and highly-flexible route to obtaining large databases of structured knowledge extracted from unstructured text. An online demo is available at http://www.matscholar.com/info-extraction.

文本到SQL解析是一项必不可少且具有挑战性的任务。文本到SQL解析的目的是根据关系数据库提供的证据将自然语言（NL）问题转换为其相应的结构性查询语言（SQL）。来自数据库社区的早期文本到SQL解析系统取得了显着的进展，重度人类工程和用户与系统的互动的成本。近年来，深层神经网络通过神经生成模型显着提出了这项任务，该模型会自动学习从输入NL问题到输出SQL查询的映射功能。随后，大型的预训练的语言模型将文本到SQL解析任务的最新作品带到了一个新级别。在这项调查中，我们对文本到SQL解析的深度学习方法进行了全面的评论。首先，我们介绍了文本到SQL解析语料库，可以归类为单转和多转。其次，我们提供了预先训练的语言模型和现有文本解析方法的系统概述。第三，我们向读者展示了文本到SQL解析所面临的挑战，并探索了该领域的一些潜在未来方向。

不断增加的材料科学文章使得很难从已发表的文献中推断化学结构 - 培训关系。我们使用自然语言处理（NLP）方法从聚合物文献的摘要中自动提取材料属性数据。作为我们管道的组成部分，我们使用240万材料科学摘要培训了一种语言模型的材料，该材料模型在用作文本编码器时，在五分之三命名实体识别数据集中的其他基线模型都优于其他基线模型。使用此管道，我们在60小时内从约130,000个摘要中获得了约300,000个物质记录。分析了提取的数据，分析了各种应用，例如燃料电池，超级电容器和聚合物太阳能电池，以恢复非平凡的见解。通过我们的管道提取的数据可通过https://polymerscholar.org的Web平台提供，该数据可方便地定位摘要中记录的材料属性数据。这项工作证明了自动管道的可行性，该管道从已发布的文献开始，并以一组完整的提取物质属性信息结束。

我们研究了检查问题的事实，旨在识别给定索赔的真实性。具体而言，我们专注于事实提取和验证（发烧）及其伴随数据集的任务。该任务包括从维基百科检索相关文件（和句子）并验证文件中的信息是否支持或驳斥所索赔的索赔。此任务至关重要，可以是假新闻检测和医疗索赔验证等应用程序块。在本文中，我们以通过以结构化和全面的方式呈现文献来更好地了解任务的挑战。我们通过分析不同方法的技术视角并讨论发热数据集的性能结果，描述了所提出的方法，这是最熟悉的和正式结构化的数据集，就是事实提取和验证任务。我们还迄今为止迄今为止确定句子检索组件的有益损失函数的最大实验研究。我们的分析表明，采样负句对于提高性能并降低计算复杂性很重要。最后，我们描述了开放的问题和未来的挑战，我们激励了未来的任务研究。

循证医学，医疗保健专业人员在做出决定时提到最佳证据的实践，形成现代医疗保健的基础。但是，它依赖于劳动密集型系统评论，其中域名专家必须从数千个出版物中汇总和提取信息，主要是随机对照试验（RCT）结果转化为证据表。本文通过对两个语言处理任务分解的问题来调查自动化证据表生成：\ texit {命名实体识别}，它标识文本中的关键实体，例如药物名称，以及\ texit {关系提取}，它会映射它们的关系将它们分成有序元组。我们专注于发布的RCT摘要的句子的自动制表，报告研究结果的结果。使用转移学习和基于变压器的语言表示的原则，开发了两个深度神经网络模型作为联合提取管道的一部分。为了培训和测试这些模型，开发了一种新的金标语，包括来自六种疾病区域的近600个结果句。这种方法表现出显着的优势，我们的系统在多种自然语言处理任务和疾病区域中表现良好，以及在训练期间不均匀地展示疾病域。此外，我们显示这些结果可以通过培训我们的模型仅在200个例句中培训。最终系统是一个概念证明，即证明表的产生可以是半自动的，代表全自动系统评论的一步。

在现实世界中的问题回答场景中，将表格和文本内容均结合的混合形式吸引了越来越多的关注，其中数值推理问题是最典型和最具挑战性的问题之一。现有方法通常采用编码器框架来表示混合内容并生成答案。但是，它无法捕获编码器侧数值，表格架构和文本信息之间的丰富关系。解码器使用一个简单的预定义运算符分类器，该分类器的灵活性不足以处理具有不同表达式的数值推理过程。为了解决这些问题，本文提出了一个\ textbf {re} lational \ textbf {g} raph增强\ textbf {h} ybrid table-text \ textbf {n}带有\ textbf {t textbf {t text} ree decoder（\ textbff recoder（\ textbf） {reghnt}）。它模拟了对表 - 文本混合内容的回答的数值问题，作为表达树的生成任务。此外，我们提出了一种新颖的关系图建模方法，该方法模拟了问题，表和段落之间的对齐方式。我们验证了公开可用的Table-Text混合质量质量质量标准（TAT-QA）的模型。拟议的reghnt显着胜过基线模型，并实现最新结果\脚注{我们在〜\ url {https://github.com/lfy79001/reghnt}}}〜（20222）公开发布了源代码和数据-05-05）。

使用来自表格（TableQA）的信息回答自然语言问题是最近的兴趣。在许多应用程序中，表未孤立，但嵌入到非结构化文本中。通常，通过将其部分与表格单元格内容或非结构化文本跨度匹配，并从任一源中提取答案来最佳地回答问题。这导致了HybridQA数据集引入的TextableQA问题的新空间。现有的表格表示对基于变换器的阅读理解（RC）架构的适应性未通过单个系统解决两个表示的不同模式。培训此类系统因对遥远监督的需求而进一步挑战。为了降低认知负担，培训实例通常包括问题和答案，后者匹配多个表行和文本段。这导致嘈杂的多实例培训制度不仅涉及表的行，而且涵盖了链接文本的跨度。我们通过提出Mitqa来回应这些挑战，这是一个新的TextableQA系统，明确地模拟了表行选择和文本跨度选择的不同但密切相关的概率空间。与最近的基线相比，我们的实验表明了我们的方法的优越性。该方法目前在HybridQA排行榜的顶部，并进行了一个试验集，在以前公布的结果上实现了对em和f1的21％的绝对改善。

即使机器学习算法已经在数据科学中发挥了重要作用，但许多当前方法对输入数据提出了不现实的假设。由于不兼容的数据格式，或数据集中的异质，分层或完全缺少的数据片段，因此很难应用此类方法。作为解决方案，我们提出了一个用于样本表示，模型定义和培训的多功能，统一的框架，称为“ Hmill”。我们深入审查框架构建和扩展的机器学习的多个范围范式。从理论上讲，为HMILL的关键组件的设计合理，我们将通用近似定理的扩展显示到框架中实现的模型所实现的所有功能的集合。本文还包含有关我们实施中技术和绩效改进的详细讨论，该讨论将在MIT许可下发布供下载。该框架的主要资产是其灵活性，它可以通过相同的工具对不同的现实世界数据源进行建模。除了单独观察到每个对象的一组属性的标准设置外，我们解释了如何在框架中实现表示整个对象系统的图表中的消息推断。为了支持我们的主张，我们使用框架解决了网络安全域的三个不同问题。第一种用例涉及来自原始网络观察结果的IoT设备识别。在第二个问题中，我们研究了如何使用以有向图表示的操作系统的快照可以对恶意二进制文件进行分类。最后提供的示例是通过网络中实体之间建模域黑名单扩展的任务。在所有三个问题中，基于建议的框架的解决方案可实现与专业方法相当的性能。

培训和评估语言模型越来越多地要求构建元数据 - 多样化的策划数据收集，并具有清晰的出处。自然语言提示最近通过将现有的，有监督的数据集转换为多种新颖的预处理任务，突出了元数据策划的好处，从而改善了零击的概括。尽管将这些以数据为中心的方法转化为生物医学语言建模的通用域文本成功，但由于标记的生物医学数据集在流行的数据中心中的代表性大大不足，因此仍然具有挑战性。为了应对这一挑战，我们介绍了BigBio一个由126个以上的生物医学NLP数据集的社区库，目前涵盖12个任务类别和10多种语言。 BigBio通过对数据集及其元数据进行程序化访问来促进可再现的元数据策划，并与当前的平台兼容，以及时工程和端到端的几个/零射击语言模型评估。我们讨论了我们的任务架构协调，数据审核，贡献指南的过程，并概述了两个说明性用例：生物医学提示和大规模，多任务学习的零射门评估。 BigBio是一项持续的社区努力，可在https://github.com/bigscience-workshop/biomedical上获得。

Pre-publication draft of a book to be published byMorgan & Claypool publishers. Unedited version released with permission. All relevant copyrights held by the author and publisher extend to this pre-publication draft.

数据库状表的输出结构，该表由水平行和垂直列构建的值组成，可以通过名称识别，可以涵盖广泛的NLP任务。在此构成之后，我们为文本到餐桌神经模型提出了一个框架，适用于诸如提取订单项，联合实体和关系提取或知识库人群等问题的问题。我们建议的基于置换的解码器是一种广义的顺序方法，该方法理解了表中所有单元的信息。训练最大化了分解顺序的所有随机排列表中表内容的预期对数可能性。在内容推理期间，我们通过搜索可能的顺序以最大化模型的置信度并避免实质性误差积累来利用模型以任何顺序生成单元格的能力，而其他顺序模型则容易出现。实验证明了该框架的高实用价值，该框架在几个具有挑战性的数据集上建立了最先进的结果，优于先前的解决方案高达15％。

Transformers are widely used in NLP tasks. However, current approaches to leveraging transformers to understand language expose one weak spot: Number understanding. In some scenarios, numbers frequently occur, especially in semi-structured data like tables. But current approaches to rich-number tasks with transformer-based language models abandon or lose some of the numeracy information - e.g., breaking numbers into sub-word tokens - which leads to many number-related errors. In this paper, we propose the LUNA framework which improves the numerical reasoning and calculation capabilities of transformer-based language models. With the number plugin of NumTok and NumBed, LUNA represents each number as a whole to model input. With number pre-training, including regression loss and model distillation, LUNA bridges the gap between number and vocabulary embeddings. To the best of our knowledge, this is the first work that explicitly injects numeracy capability into language models using Number Plugins. Besides evaluating toy models on toy tasks, we evaluate LUNA on three large-scale transformer models (RoBERTa, BERT, TabBERT) over three different downstream tasks (TATQA, TabFact, CrediTrans), and observe the performances of language models are constantly improved by LUNA. The augmented models also improve the official baseline of TAT-QA (EM: 50.15 -> 59.58) and achieve SOTA performance on CrediTrans (F1 = 86.17).

表问题回答（表QA）是指从表中提供精确的答案来回答用户的问题。近年来，在表质量检查方面有很多作品，但是对该研究主题缺乏全面的调查。因此，我们旨在提供表QA中可用数据集和代表性方法的概述。我们根据其技术将现有的表质量质量质量检查分为五个类别，其中包括基于语义的，生成，提取，基于匹配的基于匹配的方法和基于检索的方法。此外，由于表质量质量质量检查仍然是现有方法的一项艰巨的任务，因此我们还识别和概述了一些关键挑战，并讨论了表质量质量检查的潜在未来方向。

药物 - 药物相互作用（DDIS）可能会阻碍药物的功能，在最坏的情况下，它们可能导致不良药物反应（ADR）。预测所有DDI是一个具有挑战性且关键的问题。大多数现有的计算模型都集成了来自不同来源的药物中心信息，并利用它们作为机器学习分类器中的功能来预测DDIS。但是，这些模型有很大的失败机会，尤其是对于所有信息都没有可用的新药。本文提出了一个新型的HyperGraph神经网络（HYGNN）模型，仅基于用于DDI预测问题的任何药物的微笑串。为了捕获药物的相似性，我们创建了从微笑字符串中提取的药物的化学子结构中创建的超图。然后，我们开发了由新型的基于注意力的超图边缘编码器组成的HYGNN，以使药物的表示形式和解码器，以预测药物对之间的相互作用。此外，我们进行了广泛的实验，以评估我们的模型并将其与几种最新方法进行比较。实验结果表明，我们提出的HYGNN模型有效地预测了DDI，并以最大的ROC-AUC和PR-AUC分别超过基准，分别为97.9％和98.1％。

排名模型是信息检索系统的主要组成部分。排名的几种方法是基于传统的机器学习算法，使用一组手工制作的功能。最近，研究人员在信息检索中利用了深度学习模型。这些模型的培训结束于结束，以提取来自RAW数据的特征来排序任务，因此它们克服了手工制作功能的局限性。已经提出了各种深度学习模型，每个模型都呈现了一组神经网络组件，以提取用于排名的特征。在本文中，我们在不同方面比较文献中提出的模型，以了解每个模型的主要贡献和限制。在我们对文献的讨论中，我们分析了有前途的神经元件，并提出了未来的研究方向。我们还显示文档检索和其他检索任务之间的类比，其中排名的项目是结构化文档，答案，图像和视频。

Graph classification is an important area in both modern research and industry. Multiple applications, especially in chemistry and novel drug discovery, encourage rapid development of machine learning models in this area. To keep up with the pace of new research, proper experimental design, fair evaluation, and independent benchmarks are essential. Design of strong baselines is an indispensable element of such works. In this thesis, we explore multiple approaches to graph classification. We focus on Graph Neural Networks (GNNs), which emerged as a de facto standard deep learning technique for graph representation learning. Classical approaches, such as graph descriptors and molecular fingerprints, are also addressed. We design fair evaluation experimental protocol and choose proper datasets collection. This allows us to perform numerous experiments and rigorously analyze modern approaches. We arrive to many conclusions, which shed new light on performance and quality of novel algorithms. We investigate application of Jumping Knowledge GNN architecture to graph classification, which proves to be an efficient tool for improving base graph neural network architectures. Multiple improvements to baseline models are also proposed and experimentally verified, which constitutes an important contribution to the field of fair model comparison.

Deep Learning and Machine Learning based models have become extremely popular in text processing and information retrieval. However, the non-linear structures present inside the networks make these models largely inscrutable. A significant body of research has focused on increasing the transparency of these models. This article provides a broad overview of research on the explainability and interpretability of natural language processing and information retrieval methods. More specifically, we survey approaches that have been applied to explain word embeddings, sequence modeling, attention modules, transformers, BERT, and document ranking. The concluding section suggests some possible directions for future research on this topic.