在影响最大化(IM)的现实世界应用中,网络结构通常是未知的。因此,我们可以通过仅探索基础网络的一部分来确定最有影响力的种子节点,但对于节点查询的预算很小。由于收集节点元数据比通过查询节点调查节点之间的关系更具成本效益,我们提出了IM-Meta,这是一种端到端的解决方案,这是通过从查询和节点中检索信息的网络中IM的端到端解决方案元数据。但是,由于元数据的嘈杂性质和连通性推断的不确定性,使用这种元数据来帮助IM过程并非没有风险。为了应对这些挑战,我们制定了一个新的IM问题,旨在找到种子节点和查询节点。在IM-META中,我们开发了一种有效的方法,该方法可以迭代执行三个步骤:1)我们通过暹罗神经网络模型学习了收集的元数据和边缘之间的关系,2)我们选择了许多推断的自信边缘来构建增强的图形, 3)我们通过使用我们的拓扑感知的排名策略来最大程度地提高推断影响扩展,以确定查询的下一个节点。通过查询仅5%的节点,IM-META达到了上限性能的93%。
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社交网络中社区结构的发现已成为各种网络分析任务的基本问题。但是,由于隐私问题或访问限制,网络结构通常是未知的,从而使既定的社区检测方法无效而没有昂贵的数据获取。为了应对这一挑战,我们提出了元代码,这是一种新型的端到端解决方案,用于通过易于收集的节点元数据在探索性学习的帮助下检测具有未知拓扑的网络中的重叠社区。具体而言,元代码由三个步骤组成:1)初始网络推断,2)基于图形神经网络(GNNS)的节点级别的社区 - 结合嵌入,该网络(GNNS)受我们的新重建损失培训,以及3)通过社区处理 - 基于节点查询,其中步骤2和3进行迭代执行。实验结果表明,元代码表现出(a)比基准方法优于重叠的社区检测,(b)我们训练模型的有效性以及(c)快速网络探索。
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Influence Maximization (IM) is a classical combinatorial optimization problem, which can be widely used in mobile networks, social computing, and recommendation systems. It aims at selecting a small number of users such that maximizing the influence spread across the online social network. Because of its potential commercial and academic value, there are a lot of researchers focusing on studying the IM problem from different perspectives. The main challenge comes from the NP-hardness of the IM problem and \#P-hardness of estimating the influence spread, thus traditional algorithms for overcoming them can be categorized into two classes: heuristic algorithms and approximation algorithms. However, there is no theoretical guarantee for heuristic algorithms, and the theoretical design is close to the limit. Therefore, it is almost impossible to further optimize and improve their performance. With the rapid development of artificial intelligence, the technology based on Machine Learning (ML) has achieved remarkable achievements in many fields. In view of this, in recent years, a number of new methods have emerged to solve combinatorial optimization problems by using ML-based techniques. These methods have the advantages of fast solving speed and strong generalization ability to unknown graphs, which provide a brand-new direction for solving combinatorial optimization problems. Therefore, we abandon the traditional algorithms based on iterative search and review the recent development of ML-based methods, especially Deep Reinforcement Learning, to solve the IM problem and other variants in social networks. We focus on summarizing the relevant background knowledge, basic principles, common methods, and applied research. Finally, the challenges that need to be solved urgently in future IM research are pointed out.
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社交网络(SN)是一个由代表它们之间相互作用的群体组成的社会结构。 SNS最近被广泛使用,随后已成为产品推广和信息扩散的合适平台。 SN中的人们直接影响彼此的利益和行为。 SNS中最重要的问题之一是,如果选择将它们作为网络扩散场景的种子节点选择,那么他们可以以级联的方式对网络中的其他节点产生最大影响。有影响力的扩散器是人们,如果他们被选为网络中出版问题中的种子,那么该网络将拥有最多了解该扩散实体的人。这是称为影响最大化(IM)问题的文献中的一个众所周知的问题。尽管已证明这是一个NP完整的问题,并且在多项式时间内没有解决方案,但有人认为它具有子模块化功能的属性,因此可以使用贪婪的算法来解决。提出改善这种复杂性的大多数方法都是基于以下假设:整个图都是可见的。但是,此假设不适合许多真实世界图。进行了这项研究,以扩展使用链接预测技术与伪可见性图的电流最大化方法。为此,将一种称为指数随机图模型(ERGM)的图生成方法用于链接预测。使用斯坦福大学SNAP数据集的数据对所提出的方法进行了测试。根据实验测试,所提出的方法在现实世界图上有效。
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我们考虑了最大化的影响(IM)问题:'如果我们能说服社交网络中的一部分个人采用新产品或创新,目的是触发大量的进一步收养级联我们应该定位吗?正式地,这是在社交网络中选择$ K $种子节点的任务,以使网络中预期的影响节点(在某些影响下传播模型)最大化。在文献中已经广泛研究了这个问题,并提出了几种解决方案方法。但是,大多数基于模拟的方法涉及耗时的蒙特卡洛模拟,以计算种子节点在整个网络中的影响。这限制了这些方法在大型社交网络上的适用性。在本文中,我们有兴趣以时间效率的方式解决影响最大化的问题。我们提出了一种社区意识的分歧和纠纷策略,涉及(i)学习社交网络的固有社区结构,(ii)通过解决每个社区的影响最大化问题,以及(iii)选择最终的影响力来生成候选解决方案。使用新颖的渐进预算计划来自候选解决方案的个人。我们提供有关现实世界社交网络的实验,表明所提出的算法在经验运行时和启发式算法方面优于基于仿真的算法。我们还研究了社区结构对算法性能的影响。我们的实验表明,具有较高模块化的社区结构导致所提出的算法在运行时和影响方面表现更好。
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影响最大化是挖掘社交网络深入信息的关键问题,该信息旨在选择从网络中选择种子以最大程度地增加受影响的节点的数量。为了评估种子套装的影响,现有的努力提出了拟议的代理模型(转换),以较低的计算成本来代替昂贵的蒙特卡洛模拟过程。这些基于网络先验知识的替代转换从各个角度引起具有相似特征的不同搜索行为。对于特定情况,用户很难先验确定合适的转换。在本文中,我们提出了一个多种转化的进化框架,以进行影响最大化(MTEFIM),并保证了融合保证,以利用替代转换的潜在相似性和独特的优势,并避免用户手动确定最合适的转换。在MTEFIM中,将多个转换同时优化为多个任务。每个转换均分配一个进化求解器。进行了MTEFIM的三个主要组成部分:1)根据不同人群的个人(种子集)重叠程度估算转化之间的潜在关系,2)根据转变关系,将个体转移到跨种群中,3)选择最终输出种子集,包含所有代理模型知识。 MTEFIM的有效性在基准和现实世界社交网络上得到了验证。实验结果表明,与几种流行的IM特异性方法相比,MTEFIM可以有效地利用跨多个转换的潜在转移知识,以实现高度竞争性能。可以在https://github.com/xiaofangxd/mtefim上访问MTEFIM的实现。
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社交机器人被称为社交网络上的自动帐户,这些帐户试图像人类一样行事。尽管图形神经网络(GNNS)已大量应用于社会机器人检测领域,但大量的领域专业知识和先验知识大量参与了最先进的方法,以设计专门的神经网络体系结构,以设计特定的神经网络体系结构。分类任务。但是,在模型设计中涉及超大的节点和网络层,通常会导致过度平滑的问题和缺乏嵌入歧视。在本文中,我们提出了罗斯加斯(Rosgas),这是一种新颖的加强和自我监督的GNN Architecture搜索框架,以适应性地指出了最合适的多跳跃社区和GNN体系结构中的层数。更具体地说,我们将社交机器人检测问题视为以用户为中心的子图嵌入和分类任务。我们利用异构信息网络来通过利用帐户元数据,关系,行为特征和内容功能来展示用户连接。 Rosgas使用多代理的深钢筋学习(RL)机制来导航最佳邻域和网络层的搜索,以分别学习每个目标用户的子图嵌入。开发了一种用于加速RL训练过程的最接近的邻居机制,Rosgas可以借助自我监督的学习来学习更多的判别子图。 5个Twitter数据集的实验表明,Rosgas在准确性,训练效率和稳定性方面优于最先进的方法,并且在处理看不见的样本时具有更好的概括。
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随着组合优化的机器学习领域,通过这种新的视角,传统问题重新敷设和重新进行了折叠。大多数文献中的绝大多数侧重于小的图形问题,而几个真实问题致力于大图。在这里,我们专注于两个这样的问题:影响估计,#p-coll counting问题,以及影响最大化,np-colly问题。我们开发Glie,一个图形神经网络(GNN),其固有地参数化影响估计的上限并在小模拟图上培训。实验表明,Glie为真正的图表提供了精确的影响,该估计比列车集大10倍。更重要的是,它可以用于对大大更大图的影响最大化,因为预测排名不受精度降低的影响。我们使用Glie制定一个Cely Optimization,而不是模拟的影响估计,超越了影响最大化的基准,尽管具有计算开销。为了平衡时间复杂性和影响质量,我们提出了两种不同的方法。第一个是Q-Network,学会使用Glie的预测顺序选择种子。第二种基于Glie的表示在构建种子集的同时,基于Glie的表示来定义一个可怕的子模块功能。后者提供了时间效率和影响的最佳组合,表现优于SOTA基准。
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Models for the processes by which ideas and influence propagate through a social network have been studied in a number of domains, including the diffusion of medical and technological innovations, the sudden and widespread adoption of various strategies in game-theoretic settings, and the effects of "word of mouth" in the promotion of new products. Motivated by the design of viral marketing strategies, Domingos and Richardson posed a fundamental algorithmic problem for such social network processes: if we can try to convince a subset of individuals to adopt a new product or innovation, and the goal is to trigger a large cascade of further adoptions, which set of individuals should we target?We consider this problem in several of the most widely studied models in social network analysis. The optimization problem of selecting the most influential nodes is NP-hard here. The two conference papers upon which this article is based (KDD 2003 and ICALP 2005) provide the first provable approximation guarantees for efficient algorithms. Using an The present article is an expanded version of two conference papers [51,52], which appeared in KDD 2003 and ICALP 2005, respectively.
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基于深度学习的图生成方法具有显着的图形数据建模能力,从而使它们能够解决广泛的现实世界问题。使这些方法能够在生成过程中考虑不同的条件,甚至通过授权它们生成满足所需标准的新图形样本来提高其有效性。本文提出了一种条件深图生成方法,称为SCGG,该方法考虑了特定类型的结构条件。具体而言,我们提出的SCGG模型采用初始子图,并自动重新收获在给定条件子结构之上生成新节点及其相应的边缘。 SCGG的体系结构由图表表示网络和自动回归生成模型组成,该模型是端到端训练的。使用此模型,我们可以解决图形完成,这是恢复缺失的节点及其相关的部分观察图的猖and固有的困难问题。合成数据集和现实世界数据集的实验结果证明了我们方法的优势与最先进的基准相比。
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考虑两个决策任务$ a $和$ b $,每个都希望计算给定\ textit {query} $ x $的有效\ textit {dekistion} $ y $,{我们可以解决任务$ b $通过使用$ a $的查询决定对$(x,y)$,而不知道潜在的决策模型吗?}此类问题,称为\ textit {用任务迁移的倒数决策},很感兴趣现实世界应用的随机性通常会阻止代理完全了解基础系统。在本文中,我们引入了正式配方的新问题,并提出了一个通用框架,用于解决社会传染管理中的决策任务。在理论方面,我们提出了一个概括分析,以证明我们的框架学习绩效。在经验研究中,我们进行理智检查,并将提出的方法与其他可能的基于学习的方法和基于图的方法进行比较。我们已经获得了有希望的实验结果,首次确认可以通过使用与另一个相关的解决方案来解决一项决策任务。
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Graph neural networks (GNNs) have received remarkable success in link prediction (GNNLP) tasks. Existing efforts first predefine the subgraph for the whole dataset and then apply GNNs to encode edge representations by leveraging the neighborhood structure induced by the fixed subgraph. The prominence of GNNLP methods significantly relies on the adhoc subgraph. Since node connectivity in real-world graphs is complex, one shared subgraph is limited for all edges. Thus, the choices of subgraphs should be personalized to different edges. However, performing personalized subgraph selection is nontrivial since the potential selection space grows exponentially to the scale of edges. Besides, the inference edges are not available during training in link prediction scenarios, so the selection process needs to be inductive. To bridge the gap, we introduce a Personalized Subgraph Selector (PS2) as a plug-and-play framework to automatically, personally, and inductively identify optimal subgraphs for different edges when performing GNNLP. PS2 is instantiated as a bi-level optimization problem that can be efficiently solved differently. Coupling GNNLP models with PS2, we suggest a brand-new angle towards GNNLP training: by first identifying the optimal subgraphs for edges; and then focusing on training the inference model by using the sampled subgraphs. Comprehensive experiments endorse the effectiveness of our proposed method across various GNNLP backbones (GCN, GraphSage, NGCF, LightGCN, and SEAL) and diverse benchmarks (Planetoid, OGB, and Recommendation datasets). Our code is publicly available at \url{https://github.com/qiaoyu-tan/PS2}
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许多复杂网络的结构包括其拓扑顶部的边缘方向性和权重。可以无缝考虑这些属性组合的网络分析是可取的。在本文中,我们研究了两个重要的这样的网络分析技术,即中心和聚类。采用信息流基于集群的模型,该模型本身就是在计算中心的信息定理措施时构建。我们的主要捐款包括马尔可夫熵中心的广义模型,灵活地调整节点度,边缘权重和方向的重要性,具有闭合形式的渐近分析。它导致一种新颖的两级图形聚类算法。中心分析有助于推理我们对给定图形的方法的适用性,并确定探索当地社区结构的“查询”节点,从而导致群集聚类机制。熵中心计算由我们的聚类算法摊销,使其计算得高效:与使用马尔可夫熵中心为聚类的先前方法相比,我们的实验表明了多个速度的速度。我们的聚类算法自然地继承了适应边缘方向性的灵活性,以及​​边缘权重和节点度之间的不同解释和相互作用。总的来说,本文不仅具有显着的理论和概念贡献,还转化为实际相关性的文物,产生新的,有效和可扩展的中心计算和图形聚类算法,其有效通过广泛的基准测试进行了验证。
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由于其在线社交网络上的广泛应用,影响力最大化(IM)在过去几十年中引起了广泛关注。当前的IM研究缺乏对种子如何产生影响效应的人类理解的解释,从而降低了现有解决方案的可信度,尽管它们适用。由于IM的复杂性,目前的大多数研究都集中在估计一阶扩散能力上,并且经常考虑从不同种子分散的流量之间的相互作用。这项研究使用SOBOL指数,这是基于方差的灵敏度分析的基石,可以分解对单个种子及其相互作用的影响效果。 SOBOL指数是针对IM上下文量身定制的,通过将种子选择作为二进制变量进行建模。这种说明方法普遍适用于所有网络类型,IM技术和扩散模型。基于解释方法,提出了一个称为Sobolim的一般框架,以通过过度选择节点,然后是消除策略来提高IM研究的性能。关于合成和现实世界图的实验表明,对影响效应的解释可以可靠地识别各种网络和IM方法之间种子之间的关键高阶相互作用。在经验上,Sobolim在有效性和效率上具有优势。
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能够推荐在线社交网络中用户之间的链接对于用户与志趣相投的个人以及利用社交媒体信息发展业务的平台本身和第三方联系很重要。预测通常基于无监督或监督的学习,通常利用简单而有效的图形拓扑信息,例如普通邻居的数量。但是,我们认为有关个人个人社会结构的更丰富信息可能会带来更好的预测。在本文中,我们建议利用良好的社会认知理论来提高链接预测绩效。根据这些理论,个人平均将自己的社会关系安排在五个同心圆下,以减少亲密关系。我们假设不同圈子中的关系在预测新链接方面具有不同的重要性。为了验证这一主张,我们专注于流行的功能萃取预测算法(既无监督和监督),并将其扩展到包括社交圈的意识。我们验证了这些圆圈感知算法对几个基准测试的预测性能(包括其基线版本以及基于节点的链接和GNN链接预测),利用了两个Twitter数据集,其中包括一个视频游戏玩家和通用用户的社区。我们表明,社会意识通常可以在预测绩效方面有重大改进,击败了Node2Vec和Seal等最新解决方案,而不会增加计算复杂性。最后,我们表明可以使用社交意识来代替针对特定类别用户的分类器(可能是昂贵或不切实际)的。
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在社交网络中找到有影响力的用户是一个基本问题,具有许多可能的应用程序。将社交网络视为图形,可以通过位于网络中给定数量的跳数内的邻居的数量来测量一组用户的影响,其中每个跳标标记了影响扩散的步骤。在本文中,我们将IM的问题减少到预算受限的D-Hop主导集合问题(KDDSP)。我们提出了一个统一的机器学习(ML)框架,FastCover,通过以无人监督的方式学习高效的贪婪策略来解决KDDSP。作为框架的一个关键组成部分,我们设计了一种新颖的图形神经网络(GNN)架构,图反转关注网络(GRAT),其捕获邻居之间的扩散过程。与用于组合优化问题的大多数启发式算法和并发ML框架不同,FastCover确定从GNN的一个正向传播的节点的分数确定整个种子集,并且在图形大小中具有时间复杂性准线性。综合图和现实世界社交网络的实验表明,FastCover通过并发算法呈现的更好或相当的质量来找到解决方案,同时实现超过1000x的加速。
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在社交媒体上传播谣言对社会构成了重要威胁,因此最近提出了各种谣言检测技术。然而,现有的工作重点是\ emph {what}实体构成谣言,但几乎没有支持理解\ emph {为什么}实体已被归类为这样。这样可以防止对检测的谣言以及对策设计的有效评估。在这项工作中,我们认为,可以通过过去检测到的相关谣言的例子来给出检测到的谣言的解释。一系列类似的谣言有助于用户概括,即了解控制谣言的探测的特性。由于通常使用特征声明的图表对社交媒体的谣言传播通常是建模的,因此我们提出了一种逐个示例的方法,鉴于谣言图,它从过去的谣言中提取了$ k $最相似和最多的子图。挑战是所有计算都需要快速评估图之间的相似性。为了在流式设置中实现该方法的有效和适应性实现,我们提出了一种新颖的图表学习技术,并报告了实施注意事项。我们的评估实验表明,我们的方法在为各种谣言传播行为提供有意义的解释方面优于基线技术。
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大多数人类活动都需要在正式或非正式团队内部和跨部队进行合作。我们对团队所花费的合作努力与他们的表现有何关系的理解仍然是一个辩论问题。团队合作导致了一个高度相互联系的生态系统,这些生态系统可能是重叠的组件,其中与团队成员和其他团队进行互动执行任务。为了解决这个问题,我们提出了一个图形神经网络模型,旨在预测团队的性能,同时确定确定这种结果的驱动程序。特别是,该模型基于三个架构渠道:拓扑,中心性和上下文,它们捕获了不同因素可能塑造了团队的成功。我们赋予该模型具有两种注意机制,以提高模型性能并允许解释性。第一种机制允许查明团队内部的关键成员。第二种机制使我们能够量化三个驱动程序在确定结果绩效方面的贡献。我们在广泛的域上测试模型性能,其表现优于所考虑的大多数经典和神经基准。此外,我们包括专门设计的合成数据集,以验证该模型如何删除我们的模型胜过基线的预期属性。
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深度强化学习(DRL)赋予了各种人工智能领域,包括模式识别,机器人技术,推荐系统和游戏。同样,图神经网络(GNN)也证明了它们在图形结构数据的监督学习方面的出色表现。最近,GNN与DRL用于图形结构环境的融合引起了很多关注。本文对这些混合动力作品进行了全面评论。这些作品可以分为两类:(1)算法增强,其中DRL和GNN相互补充以获得更好的实用性; (2)特定于应用程序的增强,其中DRL和GNN相互支持。这种融合有效地解决了工程和生命科学方面的各种复杂问题。基于审查,我们进一步分析了融合这两个领域的适用性和好处,尤其是在提高通用性和降低计算复杂性方面。最后,集成DRL和GNN的关键挑战以及潜在的未来研究方向被突出显示,这将引起更广泛的机器学习社区的关注。
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本次调查绘制了用于分析社交媒体数据的生成方法的研究状态的广泛的全景照片(Sota)。它填补了空白,因为现有的调查文章在其范围内或被约会。我们包括两个重要方面,目前正在挖掘和建模社交媒体的重要性:动态和网络。社会动态对于了解影响影响或疾病的传播,友谊的形成,友谊的形成等,另一方面,可以捕获各种复杂关系,提供额外的洞察力和识别否则将不会被注意的重要模式。
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