Neurosymbolic AI aims to integrate deep learning with symbolic AI. This integration has many promises, such as decreasing the amount of data required to train a neural network, improving the explainability and interpretability of answers given by models and verifying the correctness of trained systems. We study neurosymbolic learning, where we have both data and background knowledge expressed using symbolic languages. How do we connect the symbolic and neural components to communicate this knowledge? One option is fuzzy reasoning, which studies degrees of truth. For example, being tall is not a binary concept. Instead, probabilistic reasoning studies the probability that something is true or will happen. Our first research question studies how different forms of fuzzy reasoning combine with learning. We find surprising results like a connection to the Raven paradox stating we confirm "ravens are black" when we observe a green apple. In this study, we did not use the background knowledge when we deployed our models after training. In our second research question, we studied how to use background knowledge in deployed models. We developed a new neural network layer based on fuzzy reasoning. Probabilistic reasoning is a natural fit for neural networks, which we usually train to be probabilistic. However, they are expensive to compute and do not scale well to large tasks. In our third research question, we study how to connect probabilistic reasoning with neural networks by sampling to estimate averages, while in the final research question, we study scaling probabilistic neurosymbolic learning to much larger problems than before. Our insight is to train a neural network with synthetic data to predict the result of probabilistic reasoning.


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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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