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检索条件"主题词=Sparse Knowledge Graph Reasoning"

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Logic-Aware knowledge graph reasoning for Structural Sparsity under Large Language Model Supervision 34

Logic-Aware Knowledge Graph Reasoning for Structural Sparsit...

引用

34th ACM Web Conference, WWW 2025

作者： Pan, Yudai Hong, Jiajie Zhao, Tianzhe Song, Lingyun Liu, Jun Shang, Xuequn School of Computer Science Northwest Polytechnical University Shaanxi Xi’an China Key Laboratory of Big Data Storage and Management Northwestern Polytechnical University Shaanxi Xi’an China School of Computer Science and Technology Xi’an Jiaotong University Shaanxi Xi’an China Research & Development Institute of Northwestern Polytechnical University in Shenzhen Shenzhen China National Engineering Lab for Big Data Analytics Xi’an Jiaotong University Shaanxi Xi’an China

ISBN: (纸本)9798400712746

knowledge graph (KG) reasoning aims to predict missing entities in incomplete triples, which requires adequate structural information to derive accurate embeddings. However, KGs in the real world are not as dense as the idealized benchmarks, where sparse graph structures restrict the comprehensive structural information for superior performance. Although the logical semantics in KGs shows its potential in alleviating the impact of structural sparsity, there still exist some challenges. The deficient supervision and the semantic gap of logic make it difficult to introduce logical semantics in sparse KG reasoning. To this end, we propose a novel KG reasoning approach LoLLM injecting logic with the supervised information supplied by the Large Language Model (LLM), which is proved to be effective in evaluating and scoring. Firstly, LoLLM derives structural embeddings employing a graph convolutional network (GCN) with relation-aware and triple-aware attention. LoLLM secondly constructs reasoning paths instantiated from the first-order logic rules extracted from sparse KGs, and injects the logical semantics by a designed LLM-enhanced tuning strategy. We propose a textual loss (TL) and a logical loss (LL) in the optimization and obtain logical tuning embeddings of KG in this process. Finally, LoLLM fuses structural embeddings from the GCN and logical tuning embeddings from the LLM-enhanced tuning for scoring and incomplete triple prediction. Extensive experiments on two sparse KGs and a benchmark show that LoLLM outperforms state-of-the-art structure-based and Language Model (LM)-augmented baselines. Moreover, the logic rules with corresponding confidences provide explicit explanations as an interpretable paradigm. © 2025 Copyright held by the owner/author(s).

关键词： First-order Logic knowledge graph LLM-enhanced Tuning sparse knowledge graph reasoning

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