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LLM和GNN:如何在图数据上提升两种AI系统的推理能力

图神经网络 (GNNs) 和大型语言模型 (LLMs) 已经成为人工智能的两个主要分支,在学习来自图结构和自然语言数据方面取得了巨大成功。

随着图结构和自然语言数据在现实世界应用中日益相互连接,对于能够进行多模态推理的人工智能系统的需求越来越大。

本文探讨了综合图语言架构,结合了图神经网络 (GNNs) 和大型语言模型 (LLMs) 的互补优势,以增强分析能力。

现实世界的场景通常涉及具有结构和文本两种形式的相互连接数据。这就需要综合架构,能够通过统一 GNNs 和 LLMs 的互补优势来进行多方面推理。

具体而言,虽然 GNNs 通过图上的信息传递来聚合局部模式,节点嵌入在捕捉丰富特征方面受到限制。

相比之下,LLMs 表现出卓越的语义推理能力,但在处理 GNNs 内在理解的结构拓扑关系方面存在困难。

融合这两种范式可以进行更多上下文的、有见地的分析。

最近,融合 GNN 编码器和 LLM 解码器互补优势的综合图语言架构备受关注。

正如一篇综述论文(Li et al. 2023)中总结的那样,这些综合方法可以根据 LLMs 扮演的角色进行分类:

综合图与大型语言模型的调查:进展和未来方向

图在代表和分析诸如实际应用中的复杂关系方面起着重要作用,例如…

synthical.com

LLM 作为增强器:LLMs 强化节点嵌入和文本特征,以提高 GNN 在文本属性图上的表现。技术可以通过利用额外的 LLM 生成的信息进行基于解释的增强,或者直接输出基于嵌入的增强。

LLM 作为预测器:利用 LLMs 的生成能力在图上进行预测。策略可以将图压缩成顺序文本描述,或者使用 GNNs 进行…

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