通常承认,巨额(培训)数据的可用性是人工智能(AI)最近进步的最重要因素之一。但是,数据集通常用于狭窄的AI子区域中的特定任务,并且没有统一的方式来管理和访问它们。这不仅在培训或部署机器学习模型时创造了不必要的开销,但也限制了对数据的理解,这对于以数据为中心的AI非常重要。在本文中,我们向不同数据集的统一框架展示了我们的愿景,以便可以轻松地集成和查询,例如,使用标准查询语言。我们在持续的工作中展示了这一点,为计算机愿景中的数据集创建了一个框架,并在不同的场景中显示了它的优势。我们的演示可在https://vision.semkg.org中获得。
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各种网络的部署(例如,事物互联网(IOT)和移动网络),数据库(例如,营养表和食品组成数据库)和社交媒体(例如,Instagram和Twitter)产生大量的多型食品数据,这在食品科学和工业中起着关键作用。然而,由于众所周知的数据协调问题,这些多源食品数据显示为信息孤岛,导致难以充分利用这些食物数据。食物知识图表提供了统一和标准化的概念术语及其结构形式的关系,因此可以将食物信息孤单转换为更可重复使用的全球数量数字连接的食物互联网以使各种应用有益。据我们所知,这是食品科学与工业中食品知识图表的第一个全面审查。我们首先提供知识图表的简要介绍,然后主要从食物分类,食品本体到食品知识图表的进展。粮食知识图表的代表性应用将在新的配方开发,食品可追溯性,食物数据可视化,个性化饮食推荐,食品搜索和质询回答,视觉食品对象识别,食品机械智能制造方面来概述。我们还讨论了该领域的未来方向,例如食品供应链系统和人类健康的食品知识图,这应该得到进一步的研究。他们的巨大潜力将吸引更多的研究努力,将食物知识图形应用于食品科学和工业领域。
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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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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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叙事制图是一项学科,研究了故事和地图的交织性质。然而,叙述的传统地理化技术经常遇到几个突出的挑战,包括数据采集和一体化挑战和语义挑战。为了解决这些挑战,在本文中,我们提出了具有知识图表(KGS)的叙事制图的想法。首先,要解决数据采集和集成挑战,我们开发了一组基于KG的地理学工具箱,以允许用户从GISYstem内搜索和检索来自集成跨域知识图中的相关数据以获得来自GISYSTEM的叙述映射。在此工具的帮助下,来自KG的检索数据以GIS格式直接实现,该格式已准备好用于空间分析和映射。两种用例 - 麦哲伦的远征和第二次世界大战 - 被提出展示了这种方法的有效性。与此同时,从这种方法中确定了几个限制,例如数据不完整,语义不相容,以及地理化的语义挑战。对于后面的两个限制,我们为叙事制图提出了一个模块化本体,它将地图内容(地图内容模块)和地理化过程(制图模块)正式化。我们证明,通过代表KGS(本体)中的地图内容和地理化过程,我们可以实现数据可重用性和叙事制图的地图再现性。
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尽管编码了大量丰富和有价值的数据,但现有的数据来源主要是独立创建的,这是他们整合的重大挑战。映射语言,例如RML和R2RML,促进了将Meta-Data和将数据集成到知识图中的过程的声明性规范。除了在数据源和统一模式中表达对应关系之外,映射规则还可以包括知识提取功能。组合映射规则和函数表示强大的形式主义,以指定流水管以透明地将数据集成到知识图中。令人惊讶的是,这些形式主义没有完全调整,并且通过将ad-hoc程序执行到预处理和集成数据来创建许多知识图表。在本文中,我们提出了Eablock,一种方法将实体对齐(EA)集成为RML映射规则的一部分。 eAblock包括执行从文本属性的实体识别的功能块,并将识别的实体链接到Wikidata,DBPedia和域特定词库中的相应资源,例如UML。 EABLOCK提供可靠性和有效的技术来评估功能并转移映射以促进其在任何符合RML标准的发动机中的应用。我们有经验评估的eAblock性能,结果表明eAblock加快了需要实体识别和链接在符合最先进的RML标准的发动机的知识图形创建管道。 Eablock还通过Github存储库(https:/github.com/sdm-tib/eablock)和doi(https://doi.org/10.5281/zenodo.5779777)作为工具被公开可用作工具。
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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.
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自然语言处理(NLP)是一个人工智能领域,它应用信息技术来处理人类语言,在一定程度上理解并在各种应用中使用它。在过去的几年中,该领域已经迅速发展,现在采用了深层神经网络的现代变体来从大型文本语料库中提取相关模式。这项工作的主要目的是调查NLP在药理学领域的最新使用。正如我们的工作所表明的那样,NLP是药理学高度相关的信息提取和处理方法。它已被广泛使用,从智能搜索到成千上万的医疗文件到在社交媒体中找到对抗性药物相互作用的痕迹。我们将覆盖范围分为五个类别,以调查现代NLP方法论,常见的任务,相关的文本数据,知识库和有用的编程库。我们将这五个类别分为适当的子类别,描述其主要属性和想法,并以表格形式进行总结。最终的调查介绍了该领域的全面概述,对从业者和感兴趣的观察者有用。
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我们根据生态毒理学风险评估中使用的主要数据来源创建了知识图表。我们已经将这种知识图表应用于风险评估中的重要任务,即化学效果预测。我们已经评估了在该预测任务的各种几何,分解和卷积模型中嵌入模型的九个知识图形嵌入模型。我们表明,使用知识图形嵌入可以提高与神经网络的效果预测的准确性。此外,我们已经实现了一种微调架构,它将知识图形嵌入到效果预测任务中,并导致更好的性能。最后,我们评估知识图形嵌入模型的某些特征,以阐明各个模型性能。
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Recent years have witnessed the resurgence of knowledge engineering which is featured by the fast growth of knowledge graphs. However, most of existing knowledge graphs are represented with pure symbols, which hurts the machine's capability to understand the real world. The multi-modalization of knowledge graphs is an inevitable key step towards the realization of human-level machine intelligence. The results of this endeavor are Multi-modal Knowledge Graphs (MMKGs). In this survey on MMKGs constructed by texts and images, we first give definitions of MMKGs, followed with the preliminaries on multi-modal tasks and techniques. We then systematically review the challenges, progresses and opportunities on the construction and application of MMKGs respectively, with detailed analyses of the strength and weakness of different solutions. We finalize this survey with open research problems relevant to MMKGs.
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研究部门在组织中推动创新的重要作用。随着速度和量的信息增长,绘制见解,跟随趋势,保持新的研究以及制定策略的配制策略越来越越来越具有挑战性。在本文中,我们介绍了一个用例,即公司研究界如何利用语义网络技术来诱导从结构化和文本数据中诱导统一的知识图,通过整合与研究项目相关的社区使用的各种应用程序,学术论文,学术论文,数据集,成就和认可。为了使应用程序开发人员更容易访问知识图,我们确定了一组通用模式,用于利用诱导的知识并将其视为API。这些模式是从用户研究中诞生的,这些模式确定了最有价值的用例或用户疼痛点要缓解。我们概述了两个不同的方案:用于业务使用的建议和分析。我们将详细讨论这些方案,并针对实体建议提供经验评估。所使用的方法和从这项工作中学到的教训可以应用于面临类似挑战的其他组织。
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Quechua语言和Quechua知识在世界各地,尤其是在南美几个国家 /地区收集了数百万人。不幸的是,Quechua社区只有少数资源,它们主要以PDF格式存储。在本文中,Quechua知识图被设想并生成,以使Quechua更接近Quechua社区,研究人员和技术开发人员。目前,Quechua知识图中存储了553636个三元组,该图在网络上可访问,可以通过计算机检索并由用户策划。为了展示Quechua知识图的部署,描述了用例和未来工作。
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科学家在寻找最佳的输入资源来解决目标预测任务的最佳输入资源方面的困难是在知识图图图上训练算法的主要障碍之一。除此之外,一个关键的挑战是确定如何操纵(和嵌入)这些数据,这些数据通常以特定的三元组(即主题,谓词,对象)的形式来启用学习过程。在本文中,我们描述了Liveschema倡议,即一个门户,该网关提供了一个服务家庭,可以轻松访问,分析,转换和利用知识图模式,其主要目标是促进这些资源在机器学习用例中的重复使用。作为该计划的早期实施,我们还推进了一个在线目录,该目录依赖于800多个资源,并提供了第一组示例服务。
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深度学习技术导致了通用对象检测领域的显着突破,近年来产生了很多场景理解的任务。由于其强大的语义表示和应用于场景理解,场景图一直是研究的焦点。场景图生成(SGG)是指自动将图像映射到语义结构场景图中的任务,这需要正确标记检测到的对象及其关系。虽然这是一项具有挑战性的任务,但社区已经提出了许多SGG方法并取得了良好的效果。在本文中,我们对深度学习技术带来了近期成就的全面调查。我们审查了138个代表作品,涵盖了不同的输入方式,并系统地将现有的基于图像的SGG方法从特征提取和融合的角度进行了综述。我们试图通过全面的方式对现有的视觉关系检测方法进行连接和系统化现有的视觉关系检测方法,概述和解释SGG的机制和策略。最后,我们通过深入讨论当前存在的问题和未来的研究方向来完成这项调查。本调查将帮助读者更好地了解当前的研究状况和想法。
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场景图是一个场景的结构化表示,可以清楚地表达场景中对象之间的对象,属性和关系。随着计算机视觉技术继续发展,只需检测和识别图像中的对象,人们不再满足。相反,人们期待着对视觉场景更高的理解和推理。例如,给定图像,我们希望不仅检测和识别图像中的对象,还要知道对象之间的关系(视觉关系检测),并基于图像内容生成文本描述(图像标题)。或者,我们可能希望机器告诉我们图像中的小女孩正在做什么(视觉问题应答(VQA)),甚至从图像中移除狗并找到类似的图像(图像编辑和检索)等。这些任务需要更高水平的图像视觉任务的理解和推理。场景图只是场景理解的强大工具。因此,场景图引起了大量研究人员的注意力,相关的研究往往是跨模型,复杂,快速发展的。然而,目前没有对场景图的相对系统的调查。为此,本调查对现行场景图研究进行了全面调查。更具体地说,我们首先总结了场景图的一般定义,随后对场景图(SGG)和SGG的发电方法进行了全面和系统的讨论,借助于先验知识。然后,我们调查了场景图的主要应用,并汇总了最常用的数据集。最后,我们对场景图的未来发展提供了一些见解。我们相信这将是未来研究场景图的一个非常有帮助的基础。
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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。
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全球DataSphere快速增加,预计将达到20251年的175个Zettabytes。但是,大多数内容都是非结构化的,并且无法通过机器可以理解。将此数据构建到知识图中,使得智能应用程序具有诸如深度问题的智能应用,推荐系统,语义搜索等。知识图是一种新兴技术,允许使用内容与上下文一起逻辑推理和揭示新的洞察。因此,它提供了必要的语法和推理语义,使得能够解决复杂的医疗保健,安全,金融机构,经济学和业务问题。作为一项结果,企业正在努力建设和维护知识图表,以支持各种下游应用。手动方法太贵了。自动化方案可以降低建设知识图的成本,高达15-250次。本文批评了最先进的自动化技术,以自主地生成近乎人类的近乎人类的质量。此外,它突出了需要解决的不同研究问题,以提供高质量的知识图表
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类似于开放数据计划,数据科学作为社区,不仅启动了分享的举措,而且不仅可以分享整个管道,衍生物,文物等(开放数据科学)。但是,在如何促进分享,转换等方面存在的少数努力。此视觉纸张进一步逐步并提出Kek,这是一个不仅允许共享数据科学管道和共享数据科学管道的开放联合数据科学平台他们的(META)数据还提供了有效搜索的方法,并且在理想情况下,甚至允许以联合方式跨平台组合和定义管道。在这样做时,Kek解决了到目前为止忽视的忽视挑战实际上发现了语义相关的文物,可以组合以实现某个目标。
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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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