Neither deep neural networks nor symbolic AI alone has approached the kind of intelligence expressed in humans. This is mainly because neural networks are not able to decompose joint representations to obtain distinct objects (the so-called binding problem), while symbolic AI suffers from exhaustive rule searches, among other problems. These two problems are still pronounced in neuro-symbolic AI which aims to combine the best of the two paradigms. Here, we show that the two problems can be addressed with our proposed neuro-vector-symbolic architecture (NVSA) by exploiting its powerful operators on high-dimensional distributed representations that serve as a common language between neural networks and symbolic AI. The efficacy of NVSA is demonstrated by solving the Raven's progressive matrices datasets. Compared to state-of-the-art deep neural network and neuro-symbolic approaches, end-to-end training of NVSA achieves a new record of 87.7% average accuracy in RAVEN, and 88.1% in I-RAVEN datasets. Moreover, compared to the symbolic reasoning within the neuro-symbolic approaches, the probabilistic reasoning of NVSA with less expensive operations on the distributed representations is two orders of magnitude faster. Our code is available at https://github.com/IBM/neuro-vector-symbolic-architectures.


翻译:无论是深心神经网络,还是象征性的AI,都未能触及人类所表现的那种智力。这主要是因为神经网络无法分解联合演示,以获得不同的物体(所谓的约束问题),而象征性的AI则受到详尽的规则搜索等问题。这两个问题在神经-共振的AI中仍然很明显,其目的是将两种模式的最佳结合起来。在这里,我们表明,这两个问题可以通过我们拟议的神经-病毒-共振-共振-共振结构(NVSA)来解决,方法是利用其强大的操作者在作为神经网络和象征性AI之间共同语言的高维分布的演示中进行。NVSA的效力表现在解决雷文的进步矩阵数据集中。与最先进的深神经网络和神经-共振-共振方法相比,NVSA的端对端培训在RAVEN中达到了87.7%的平均准确度记录,在I-RAVEN数据集中达到了88.1 %。此外,与神经-共振-共振-共振-共振-共振-共振-共振数据集中象征性的推理学推理方法相比,我们目前两个级别上较昂贵的系统-CRAB-CRAB-CRAB 的演算系统/CRABRAB 的演算的演算是较快的推。</s>

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