Neurosymbolic AI is an increasingly active area of research which aims to combine symbolic reasoning methods with deep learning to generate models with both high predictive performance and some degree of human-level comprehensibility. As knowledge graphs are becoming a popular way to represent heterogeneous and multi-relational data, methods for reasoning on graph structures have attempted to follow this neurosymbolic paradigm. Traditionally, such approaches have utilized either rule-based inference or generated representative numerical embeddings from which patterns could be extracted. However, several recent studies have attempted to bridge this dichotomy in ways that facilitate interpretability, maintain performance, and integrate expert knowledge. Within this article, we survey a breadth of methods that perform neurosymbolic reasoning tasks on graph structures. To better compare the various methods, we propose a novel taxonomy by which we can classify them. Specifically, we propose three major categories: (1) logically-informed embedding approaches, (2) embedding approaches with logical constraints, and (3) rule-learning approaches. Alongside the taxonomy, we provide a tabular overview of the approaches and links to their source code, if available, for more direct comparison. Finally, we discuss the applications on which these methods were primarily used and propose several prospective directions toward which this new field of research could evolve.


翻译:神经共振学AI是一个日益活跃的研究领域,其目的是将象征性推理方法与深层次学习相结合,以生成具有高预测性表现和某种程度人文理解度的模型模型。随着知识图表正在成为代表多种和多种关系数据的流行方式,图表结构推理方法试图遵循这种神经共振模式。传统上,这些方法要么利用基于规则的推断,要么产生具有代表性的数字嵌入,从而可以从中提取模式。然而,最近的一些研究试图将这一二分法与促进解释性、保持性能和整合专家知识的方法结合起来。在本篇文章中,我们调查了在图形结构中执行神经共振学推理任务的各种方法的广度。为了更好地比较各种方法,我们提出了可以对其进行分类的新颖分类的方法。具体地说,我们建议了三大类:(1) 逻辑知情的嵌入方法,(2) 将符合逻辑限制的方法嵌入,(3) 规则学习方法。除了分类学之外,我们还试图以表格形式概述各种方法及其源代码的链接,如果有的话,我们也可以提供这些方法的链接,以便更直接地比较。最后,我们讨论了这些方法是如何演变的。

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