In this paper, we present a new theoretical approach for enabling domain knowledge acquisition by intelligent systems. We introduce a hybrid model that starts with minimal input knowledge in the form of an upper ontology of concepts, stores and reasons over this knowledge through a knowledge graph database and learns new information through a Logic Neural Network. We study the behavior of this architecture when handling new data and show that the final system is capable of enriching its current knowledge as well as extending it to new domains.

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。

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。

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.

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。

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。

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。

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

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。

本文提出了一种基于答案设置编程（ASP）的方法，用于代表自然语言文本生成的知识。文本中的知识是使用Neo Davidsonian的形式主义建模的，然后将其表示为答案集计划。相关的致辞知识另外导入Wordnet等资源，并在ASP中表示。然后可以使用所产生的知识库来在ASP系统的帮助下执行推理。这种方法可以促进许多自然语言任务，如自动问题应答，文本摘要和自动化问题。基于ASP的技术表示，例如默认推理，分层知识组织，默认值等的首选项，用于模拟完成这些任务所需的致辞推理方法。在本文中，我们描述了我们开发的CaspR系统，以自动解决在给出英语文本时回答自然语言问题的任务。 CASPR可以被视为一个系统，通过“了解”文本并已在队列数据集上进行了测试，具有有希望的结果。

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。

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。

我们展示了一个基于逻辑推理的新型对话管理方法的聊天栏。除了帧对话一系列响应生成任务，我们将对话作为协作推断过程，其中扬声器共享信息以实时地合成新知识。我们的Chatbot管道在三个广泛的阶段完成了这种建模。第一阶段将用户话语转换为符号谓词表示。然后，第二阶段与更大的知识库结合使用这种结构化表示来合成使用有效的图形匹配来扫描新谓词。在第三阶段和最后阶段，我们的机器人选择一个小的谓词子集并将它们转化为英语响应。这种方法为了解用户输入的潜在语义，灵活的主动措施以及与对话背景相干的响应。

Neural-symbolic computing aims at integrating robust neural learning and sound symbolic reasoning into a single framework, so as to leverage the complementary strengths of both of these, seemingly unrelated (maybe even contradictory) AI paradigms. The central challenge in neural-symbolic computing is to unify the formulation of neural learning and symbolic reasoning into a single framework with common semantics, that is, to seek a joint representation between a neural model and a logical theory that can support the basic grounding learned by the neural model and also stick to the semantics of the logical theory. In this paper, we propose differentiable fuzzy $\mathcal{ALC}$ (DF-$\mathcal{ALC}$) for this role, as a neural-symbolic representation language with the desired semantics. DF-$\mathcal{ALC}$ unifies the description logic $\mathcal{ALC}$ and neural models for symbol grounding; in particular, it infuses an $\mathcal{ALC}$ knowledge base into neural models through differentiable concept and role embeddings. We define a hierarchical loss to the constraint that the grounding learned by neural models must be semantically consistent with $\mathcal{ALC}$ knowledge bases. And we find that capturing the semantics in grounding solely by maximizing satisfiability cannot revise grounding rationally. We further define a rule-based loss for DF adapting to symbol grounding problems. The experiment results show that DF-$\mathcal{ALC}$ with rule-based loss can improve the performance of image object detectors in an unsupervised learning way, even in low-resource situations.

基于本体的自然语言理解方法（NLU）处理允许改进对话系统中质量的问题。我们描述了我们的NLU发动机架构并评估其实施。该发动机将用户输入转换为SPARQL选择，询问或将查询插入由基于本体的数据虚拟化平台提供的知识图表。转型基于根据OntoLEX本体构建的知识图表的词汇水平。所描述的方法可以应用于图形数据群体任务和问题应答系统实现，包括聊天机器人。我们描述了聊天机器人的对话引擎，可以保持对话背景并提出澄清问题，模拟人类逻辑思维的一些方面。我们的方法使用基于图形的算法来避免在基于神经网络的方法中所需的数据集，并提供更好的可解释模型。使用问题应答引擎与公司数据源相结合的数据虚拟化层允许从结构化数据中提取事实以在会话中使用。

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。

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。

通过使用其他域的知识来推理一个域的人类能力已经研究了50多年，但正式声音和预测认知过程的模型是稀疏的。我们提出了一种正式的声音方法，通过调整逻辑推理机制来模拟关联推理。特别地，表明，在单一推理系统中，具有大的结合知识的组合，对高效和强大的关联技术的要求。这种方法也用于建模思维徘徊和远程关联测试（RAT）以进行测试。在一般性讨论中，我们展示了该模型对具有意识的广泛认知现象的影响。

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。

轨道碎片问题为机构间和国际合作呈对碎片预防，缓解，修复和改善空间情境意识（SSA）的互利目标的机会。实现这些目标需要共享轨道碎片和其他SSA数据。对此，我介绍了轨道碎片域的本体论架构，采取了创建轨道碎片本体（ODO）的步骤。该本体系统的目的是（i）代表一般轨道碎片和SSA域知识，（ii）结构，以及标准化所需的，轨道数据和术语，（iii）促进语义互操作性和数据共享。这样做，我希望（iv）有助于解决轨道性碎片问题，改善和平的全球SSA，并确保未来几代人的安全空间旅行。