越来越多的语义资源提供了人类知识的宝贵储存;但是,错误条目的概率随着尺寸的增加而增加。因此,识别给定知识库的潜在虚假部分的方法正在成为越来越重要的感兴趣领域。在这项工作中,我们展示了对仅结构的链接分析方法的系统评估是否可以提供可扩展手段,以检测可能的异常,以及潜在的有趣的新颖关系候选者。在八种不同的语义资源中评估十三方法,包括基因本体,食品本体,海洋本体论和类似,我们证明了仅限结构的链接分析可以为数据集的子集提供可扩展的异常检测。此外,我们证明,通过考虑符号节点嵌入,可以获得预测(链接)的说明,使得该方法的该分支可能比黑盒更有价值。据我们所知,这是目前,来自不同域的语义资源的不同类型链路分析方法的适用性最广泛的系统研究之一。
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事实证明,信息提取方法可有效从结构化或非结构化数据中提取三重。以(头部实体,关系,尾部实体)形式组织这样的三元组的组织称为知识图(kgs)。当前的大多数知识图都是不完整的。为了在下游任务中使用kgs,希望预测kgs中缺少链接。最近,通过将实体和关系嵌入到低维的矢量空间中,旨在根据先前访问的三元组来预测三元组,从而对KGS表示不同的方法。根据如何独立或依赖对三元组进行处理,我们将知识图完成的任务分为传统和图形神经网络表示学习,并更详细地讨论它们。在传统的方法中,每个三重三倍将独立处理,并在基于GNN的方法中进行处理,三倍也考虑了他们的当地社区。查看全文
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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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药物发现和发展是一个复杂和昂贵的过程。正在研究机器学习方法,以帮助提高药物发现管道多个阶段的有效性和速度。其中,使用知识图表(kg)的那些在许多任务中具有承诺,包括药物修复,药物毒性预测和靶基因疾病优先级。在药物发现kg中,包括基因,疾病和药物在内的关键因素被认为是实体,而它们之间的关系表示相互作用。但是,为了构建高质量的KG,需要合适的数据。在这篇综述中,我们详细介绍了适用于构建聚焦KGS的药物发现的公开使用来源。我们的目标是帮助引导机器学习和kg从业者对吸毒者发现领域应用新技术,但是谁可能不熟悉相关的数据来源。通过严格的标准选择数据集,根据包含内部包含的主要信息类型,并基于可以提取的信息来进行分类以构建kg。然后,我们对现有的公共药物发现KGS进行了比较分析,并评估了文献中所选择的激励案例研究。此外,我们还提出了众多和与域及其数据集相关的众多挑战和问题,同时突出了关键的未来研究方向。我们希望本综述将激励KGS在药物发现领域的关键和新兴问题中使用。
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神经网络的最新进步已经解决了常见的图表问题,例如链路预测,节点分类,节点聚类,通过将实体和关系的嵌入和关系开发到向量空间中来看。绘图嵌入式对图中存在的结构信息进行编码。然后,编码嵌入式可用于预测图中的缺失链接。然而,获得图表的最佳嵌入可以是嵌入式系统中的计算具有挑战性的任务。我们在这项工作中专注的两种技术是1)节点嵌入来自随机步行的方法和2)知识图形嵌入。随机播放的嵌入物是计算地廉价的,但是是次优的,而知识图形嵌入物表现更好,但是计算得昂贵。在这项工作中,我们研究了转换从基于随机步行方法获得的节点嵌入的转换模型,以直接从知识图方法获得的嵌入,而不会增加计算成本。广泛的实验表明,所提出的变换模型可用于实时解决链路预测。
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Relational machine learning studies methods for the statistical analysis of relational, or graph-structured, data. In this paper, we provide a review of how such statistical models can be "trained" on large knowledge graphs, and then used to predict new facts about the world (which is equivalent to predicting new edges in the graph). In particular, we discuss two fundamentally different kinds of statistical relational models, both of which can scale to massive datasets. The first is based on latent feature models such as tensor factorization and multiway neural networks. The second is based on mining observable patterns in the graph. We also show how to combine these latent and observable models to get improved modeling power at decreased computational cost. Finally, we discuss how such statistical models of graphs can be combined with text-based information extraction methods for automatically constructing knowledge graphs from the Web. To this end, we also discuss Google's Knowledge Vault project as an example of such combination.
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We present the OPEN GRAPH BENCHMARK (OGB), a diverse set of challenging and realistic benchmark datasets to facilitate scalable, robust, and reproducible graph machine learning (ML) research. OGB datasets are large-scale, encompass multiple important graph ML tasks, and cover a diverse range of domains, ranging from social and information networks to biological networks, molecular graphs, source code ASTs, and knowledge graphs. For each dataset, we provide a unified evaluation protocol using meaningful application-specific data splits and evaluation metrics. In addition to building the datasets, we also perform extensive benchmark experiments for each dataset. Our experiments suggest that OGB datasets present significant challenges of scalability to large-scale graphs and out-of-distribution generalization under realistic data splits, indicating fruitful opportunities for future research. Finally, OGB provides an automated end-to-end graph ML pipeline that simplifies and standardizes the process of graph data loading, experimental setup, and model evaluation. OGB will be regularly updated and welcomes inputs from the community. OGB datasets as well as data loaders, evaluation scripts, baseline code, and leaderboards are publicly available at https://ogb.stanford.edu.
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图形嵌入是图形节点到一组向量的转换。良好的嵌入应捕获图形拓扑,节点与节点的关系以及有关图,其子图和节点的其他相关信息。如果实现了这些目标,则嵌入是网络中有意义的,可理解的,可理解的压缩表示形式,可用于其他机器学习工具,例如节点分类,社区检测或链接预测。主要的挑战是,需要确保嵌入很好地描述图形的属性。结果,选择最佳嵌入是一项具有挑战性的任务,并且通常需要领域专家。在本文中,我们在现实世界网络和人为生成的网络上进行了一系列广泛的实验,并使用选定的图嵌入算法进行了一系列的实验。根据这些实验,我们制定了两个一般结论。首先,如果需要在运行实验之前选择一种嵌入算法,则Node2Vec是最佳选择,因为它在我们的测试中表现最好。话虽如此,在所有测试中都没有单一的赢家,此外,大多数嵌入算法都具有应该调整并随机分配的超参数。因此,如果可能的话,我们对从业者的主要建议是生成几个问题的嵌入,然后使用一个通用框架,该框架为无监督的图形嵌入比较提供了工具。该框架(最近在文献中引入并在GitHub存储库中很容易获得)将分歧分数分配给嵌入,以帮助区分好的分数和不良的分数。
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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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生物医学网络是与疾病网络的蛋白质相互作用的普遍描述符,从蛋白质相互作用,一直到医疗保健系统和科学知识。随着代表学习提供强大的预测和洞察的显着成功,我们目睹了表现形式学习技术的快速扩展,进入了这些网络的建模,分析和学习。在这篇综述中,我们提出了一个观察到生物学和医学中的网络长期原则 - 而在机器学习研究中经常出口 - 可以为代表学习提供概念基础,解释其当前的成功和限制,并告知未来进步。我们综合了一系列算法方法,即在其核心利用图形拓扑到将网络嵌入到紧凑的向量空间中,并捕获表示陈述学习证明有用的方式的广度。深远的影响包括鉴定复杂性状的变异性,单细胞的异心行为及其对健康的影响,协助患者的诊断和治疗以及制定安全有效的药物。
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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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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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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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Clustering is a fundamental problem in network analysis that finds closely connected groups of nodes and separates them from other nodes in the graph, while link prediction is to predict whether two nodes in a network are likely to have a link. The definition of both naturally determines that clustering must play a positive role in obtaining accurate link prediction tasks. Yet researchers have long ignored or used inappropriate ways to undermine this positive relationship. In this article, We construct a simple but efficient clustering-driven link prediction framework(ClusterLP), with the goal of directly exploiting the cluster structures to obtain connections between nodes as accurately as possible in both undirected graphs and directed graphs. Specifically, we propose that it is easier to establish links between nodes with similar representation vectors and cluster tendencies in undirected graphs, while nodes in a directed graphs can more easily point to nodes similar to their representation vectors and have greater influence in their own cluster. We customized the implementation of ClusterLP for undirected and directed graphs, respectively, and the experimental results using multiple real-world networks on the link prediction task showed that our models is highly competitive with existing baseline models. The code implementation of ClusterLP and baselines we use are available at https://github.com/ZINUX1998/ClusterLP.
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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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对于人工智能在生物学和药物中产生更大的影响,这是一个至关重要的是,建议都是准确和透明的。在其他域中,已经显示了关于知识图表的多跳推理的神经统计学方法,以产生透明的解释。然而,缺乏研究将其应用于复杂的生物医学数据集和问题。在本文中,探讨了药物发现的方法,以利用其适用性的稳定结论。我们首次系统地将其应用于多种生物医学数据集和具有公平基准比较的推荐任务。发现该方法以平均水平的21.7%优于21.7%,同时产生新颖,生物学相关的解释。
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人蛋白质组包含一个庞大的相互作用激酶和底物网络。即使某些激酶被证明是治疗靶标的非常有用的,但大多数仍在研究中。在这项工作中,我们提出了一种新颖的知识图表示方法,以预测研究研究的新型相互作用伙伴。我们的方法使用通过整合IPTMNET,蛋白质本体论,基因本体论和BIOKG的数据构建的磷蛋白知识图。通过在三元组上进行定向的随机步行,与修改后的Skipgram或CBOW模型一起进行定向的随机步行,从而学习了该知识图中激酶和底物的表示。然后,这些表示形式被用作监督分类模型的输入,以预测研究不细的激酶的新型相互作用。我们还提供了对预测相互作用的后预测分析和对磷酸蛋白质学知识图的消融研究,以了解对研究的激酶的生物学的见解。
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Knowledge graphs (KG) have served as the key component of various natural language processing applications. Commonsense knowledge graphs (CKG) are a special type of KG, where entities and relations are composed of free-form text. However, previous works in KG completion and CKG completion suffer from long-tail relations and newly-added relations which do not have many know triples for training. In light of this, few-shot KG completion (FKGC), which requires the strengths of graph representation learning and few-shot learning, has been proposed to challenge the problem of limited annotated data. In this paper, we comprehensively survey previous attempts on such tasks in the form of a series of methods and applications. Specifically, we first introduce FKGC challenges, commonly used KGs, and CKGs. Then we systematically categorize and summarize existing works in terms of the type of KGs and the methods. Finally, we present applications of FKGC models on prediction tasks in different areas and share our thoughts on future research directions of FKGC.
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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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Wikidata是一个经常更新,社区驱动和多语言知识图形。因此,Wikidata是实体联系的一个有吸引力的基础,这是最近发表论文的增加显而易见的。该调查侧重于四个主题:(1)存在哪些Wikidata实体链接数据集,它们是多么广泛使用,它们是如何构建的? (2)对实体联系数据集的设计进行Wikidata的特点,如果是的话,怎么样? (3)当前实体链接方法如何利用Wikidata的特定特征? (4)现有实体链接方法未开发哪种Wikidata特征?本次调查显示,当前的Wikidata特定实体链接数据集在其他知识图表中的方案中的注释方案中没有不同。因此,没有提升多语言和时间依赖数据集的可能性,是自然适合维基帽的数据集。此外,我们表明大多数实体链接方法使用Wikidata以与任何其他知识图相同的方式,因为任何其他知识图都缺少了利用Wikidata特定特征来提高质量的机会。几乎所有方法都使用标签等特定属性,有时是描述,而是忽略超关系结构等特征。因此,例如,通过包括超关系图嵌入或类型信息,仍有改进的余地。许多方法还包括来自维基百科的信息,这些信息很容易与Wikidata组合并提供有价值的文本信息,Wikidata缺乏。
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