Complex Query Answering (CQA) over Knowledge Graphs (KGs) has attracted a lot of attention to potentially support many applications. Given that KGs are usually incomplete, neural models are proposed to answer the logical queries by parameterizing set operators with complex neural networks. However, such methods usually train neural set operators with a large number of entity and relation embeddings from the zero, where whether and how the embeddings or the neural set operators contribute to the performance remains not clear. In this paper, we propose a simple framework for complex query answering that decomposes the KG embeddings from neural set operators. We propose to represent the complex queries into the query graph. On top of the query graph, we propose the Logical Message Passing Neural Network (LMPNN) that connects the local one-hop inferences on atomic formulas to the global logical reasoning for complex query answering. We leverage existing effective KG embeddings to conduct one-hop inferences on atomic formulas, the results of which are regarded as the messages passed in LMPNN. The reasoning process over the overall logical formulas is turned into the forward pass of LMPNN that incrementally aggregates local information to finally predict the answers' embeddings. The complex logical inference across different types of queries will then be learned from training examples based on the LMPNN architecture. Theoretically, our query-graph represenation is more general than the prevailing operator-tree formulation, so our approach applies to a broader range of complex KG queries. Empirically, our approach yields the new state-of-the-art neural CQA model. Our research bridges the gap between complex KG query answering tasks and the long-standing achievements of knowledge graph representation learning.


翻译:使用原子公式的逻辑消息传递网络在一跳推理中 摘要:知识图谱上的复杂查询回答已经引起了越来越多人的关注,本文提出了一个简单的框架来分解知识图谱中的嵌入表示,以及提出了将查询转换为查询图的方法。基于查询图,本文提出了逻辑消息传递神经网络 (LMPNN),将原子公式上的局部一跳推理连接到全局的逻辑推理中,将整个的逻辑推理看作是 LMPNN 的前向传递,通过逐步聚合局部信息最终预测出答案的嵌入表示。该研究对于复杂知识图谱查询回答任务和知识图嵌入表示学习之间建立了桥梁,并且在实验中获得了新的最佳结果,理论上我们的查询图表示比现有的算子树表示更通用,因此我们的方法适用于更广泛的复杂知识图谱查询范畴。

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