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我們為什么要研究知識圖譜 | 計算機的認知革命 像人類一樣思考世界

2019-08-27 09:45:04  來源:智能風控聯盟

摘要:知識圖譜是一種大規模的語義網絡,旨在通過將現實世界的概念、屬性、實體及其之間的關系通過圖結構來表示,幫助計算機系統更深層次理解真實世界。知識圖譜提供了一種更好地組織、管理和理解海量信息的能力,與大數據和深度學習一起,成為推動互聯網和人工智能發展的核心驅動力之一。
關鍵詞: 知識圖譜
  據以色列歷史學家尤瓦爾·赫拉利在《人類簡史》中描述,大約距今7萬到3萬年2前,人類的先祖——智人發生了認知革命,這讓與同時代其他大型物種相比在體力、耐力均不占優勢的智人開始擁有了征服世界的能力。
 
  這場關于地球命運的認知革命是什么呢?尤瓦爾·赫拉利的答案是講故事,也就是把碎片化的信息加工成體系化知識的能力。就像民族、種群、國家等世界上根本不存在的東西,但卻被一種全新認知識框架給“推理”出來,瞬間緊緊將無數陌生人緊密組織起來。比如國旗之與國家,商標之與企業,并圍繞一個中心,衍生出諸多標簽和屬性,讓更多相近的群體進入到相同的知識體系中,人類認識世界理解事物的過程,就是用概念、屬性和關系去認知世界的過程。
 
  而人類這種認識世界的過程,正在計算機世界上演。
 
  “知識圖譜”是由Google于2012年提出,旨在通過描述現實世界中各類概念、屬性、實體及其關系,賦予搜索引擎理解用戶意圖的能力,正式拉開知識圖譜商用的大幕。
 
  知識圖譜是一種大規模的語義網絡,旨在通過將現實世界的概念、屬性、實體及其之間的關系通過圖結構來表示,幫助計算機系統更深層次理解真實世界。知識圖譜提供了一種更好地組織、管理和理解海量信息的能力,與大數據和深度學習一起,成為推動互聯網和人工智能發展的核心驅動力之一。

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  上圖采用知識圖譜展示了金庸先生的家族關系、文學作品等相關關系,每個人物、作品、角色都作為一個實體存在,實體之間通過語義明確的關系相連。通過這樣結構化的表達,與金庸相關的各類常識、事實知識可以非常方便地通過系統進行處理:
 
  實體識別:當計算機接收到“金庸”這個詞時,不再是傳統的字符串處理,計算機通過知識圖譜能認識到這是一個武俠作家,其真名叫查良鏞,畢業于劍橋大學等個人信息;
 
  自動聯想:當計算機識別到“金庸”時,可提供更多與之相關的信息服務,相關作品閱讀、相關影視劇觀看、相似人物古龍、梁羽生(同為著名武俠作家)、經典作品角色郭靖、楊過等;
 
  圖挖掘:知識圖譜以有向圖的方式進行數據建模,天然支持各種圖挖掘分析,如通過社群分析可識別出金庸先生的各作品間人物族群關系,通過路徑分析可識別出劉德華與金庸通過“楊過”關聯;
 
  知識推理:推理是知識圖譜的最誘人之處,例如上圖中,知識圖譜可通過古龍的作品有《楚留香傳奇》,而《楚留香傳奇》是一部武俠小說的事實,推斷出古龍的職業為武俠小說作家(紅色虛線部分)。
 
  這與人類認識世界的方式并無二致,圍繞一個核心,聯想出諸多概念、屬性、關系,并利用常識、經驗、專業知識推理出更多事實。知識圖譜正在嘗試模仿人類的認知方式,賦予計算機理解世界的能力。
 
  知識圖譜是人工智能進步的階梯
 
  知識圖譜作為人工智能技術中的知識容器和孵化器,會對未來 AI 領域的發展起到關鍵性的作用。
 
  當下不可解釋性正成為人工智能發展重要的“倫理”考驗,想要完全獲得人們的信任,人工智能必須要能夠解釋過程和結果。因為任何基于人工智能技術的模型幾乎不能做到百分之百的正確,在很多領域人們的心理容錯閾值是極低的,比如自動駕駛一旦出現車禍,勢必會對人工智能產生巨大的質疑。
 
  理解和解釋將來會是整個后深度學習時代人工智能最為核心的使命。知識圖譜逐漸融合了認知計算、知識與推理、信息檢索與抽取、自然語言處理與語義Web、數據挖掘與機器學習等交叉學科和技術。知識圖譜中所富含的實體、概念、屬性、關系等信息,將大大提升人工智能復雜模型的可解釋性,在未來將是人工智能發展的重要階梯。

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責編:yangjl
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