Large Language Models (LLMs) excel at generating natural language answers, yet their outputs often remain unverifiable and difficult to trace. Knowledge Graphs (KGs) offer a complementary strength by representing entities and their relationships in structured form, providing a foundation for more reliable reasoning. We propose a novel framework that integrates LLM reasoning with KGs by linking each step of the reasoning process to graph-structured data. This grounding turns intermediate ``thoughts'' into interpretable traces that remain consistent with external knowledge. Our approach incorporates multiple reasoning strategies, Chain-of-Thought (CoT), Tree-of-Thought (ToT), and Graph-of-Thought (GoT), and is evaluated on GRBench, a benchmark for domain-specific graph reasoning. Our experiments show state-of-the-art (SOTA) performance, with at least 26.5\% improvement over CoT baselines. Beyond accuracy, we analyze how step depth, branching structure, and model size influence reasoning quality, offering insights into the conditions that support effective reasoning. Together, these contributions highlight how grounding LLMs in structured knowledge enables both higher accuracy and greater interpretability in complex reasoning tasks.


翻译:大语言模型(LLMs)在生成自然语言回答方面表现出色,但其输出往往难以验证且不易追溯。知识图谱(KGs)通过以结构化形式表示实体及其关系,提供了互补优势,为更可靠的推理奠定了基础。我们提出了一种新颖的框架,通过将推理过程的每一步与图结构数据相连接,将LLM推理与KGs相结合。这种基础化将中间“思考”转化为可解释的轨迹,并与外部知识保持一致。我们的方法融合了多种推理策略,包括思维链(CoT)、思维树(ToT)和思维图(GoT),并在领域特定图推理基准GRBench上进行了评估。实验结果表明,我们的方法取得了最先进的性能,较CoT基线至少提升了26.5%。除了准确性外,我们还分析了推理步数深度、分支结构和模型规模如何影响推理质量,为支持有效推理的条件提供了见解。这些成果共同表明,将LLMs基于结构化知识,能够在复杂推理任务中实现更高的准确性和更强的可解释性。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 11月1日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员