Causal Graph Discovery with Retrieval-Augmented Generation based Large Language Models

本文介绍了一种新的因果图发现方法,借助大型语言模型(LLM)和检索增强生成(RAG),从科学文献中提取因果关系。LACR方法通过检索相关文本,识别token间的关联,构建高质量的因果图,其在SACHS数据集上的表现优于传统统计方法,并在领域专家验证中展现出优秀效果。

本文是LLM系列文章,针对《Causal Graph Discovery with Retrieval-Augmented Generation based Large Language Models》的翻译。

基于检索增强生成的大型语言模型因果图发现

摘要

因果图恢复在因果推理领域是必不可少的。传统方法通常是基于知识或统计估计的,这受到数据收集偏差和个人对影响兴趣变量之间关系的因素的了解的限制。大型语言模型(LLM)的发展为解决这些问题提供了机会。我们提出了一种新的方法,该方法利用大量科学文献中包含的广泛知识来推导一般因果图恢复任务中的因果关系。这种方法利用基于检索增强生成(RAG)的LLM来系统地分析和提取综合研究论文集中的相关信息。我们的方法首先从聚合的文献中检索相关的文本块。然后,LLM的任务是识别和token因素之间的潜在关联。最后,我们给出了一种聚合关联关系以构建因果图的方法。我们证明了我们的方法能够在著名的SACHS数据集上仅从文献中构建高质量的因果图。

1 引言

2 背景

3 方法

4 实验

5 局限性

6 结论

在这项工作中,我们介绍了用于因果图恢复的LLM辅助因果恢复(LACR)方法。通过整合LLM和科学文献库,LACR显示出克服传统统计估计方法固有局限性的潜力。我们使用真实世界的数据对两个广泛一致的因果图进行了实验。LACR不仅在这两个图中都显示出了它

由于提供的引用内容未涉及基于近似核的广义得分函数在具有线性计算情况下的快速因果发现相关内容,以下是基于专业知识的回答。 在因果发现领域,目标是从观测数据中推断变量之间的因果关系。传统的因果发现方法可能面临计算复杂度高的问题,尤其是在处理大规模数据集时。而基于近似核的广义得分函数在具有线性计算情况下的快速因果发现方法,旨在解决这一挑战。 ### 近似核的广义得分函数 近似核可以用来近似复杂的核函数,从而降低计算成本。广义得分函数则是一种用于评估因果结构优劣的指标。通过结合近似核和广义得分函数,可以在保持一定准确性的同时,提高因果发现的计算效率。 ### 线性计算 线性计算意味着算法的时间复杂度与数据规模呈线性关系。这使得该方法在处理大规模数据集时具有显著的优势。在快速因果发现中,线性计算可以通过优化核函数的计算、采用高效的搜索算法等方式实现。 ### 快速因果发现 利用基于近似核的广义得分函数和线性计算,可以实现快速的因果发现。具体来说,算法可以在较短的时间内搜索可能的因果结构,并通过广义得分函数评估每个结构的优劣,最终找到最优的因果结构。 ### 代码示例 以下是一个简单的伪代码示例,展示了基于近似核的广义得分函数在快速因果发现中的应用: ```python import numpy as np # 近似核函数 def approximate_kernel(X, Y): # 这里可以实现具体的近似核计算 return np.dot(X, Y.T) # 广义得分函数 def generalized_score_function(graph, data): # 这里可以实现具体的广义得分计算 return np.random.rand() # 快速因果发现算法 def fast_causal_discovery(data): num_variables = data.shape[1] best_score = -np.inf best_graph = None # 简单的搜索过程,实际应用中可能需要更复杂的搜索算法 for i in range(num_variables): for j in range(num_variables): if i != j: graph = np.zeros((num_variables, num_variables)) graph[i, j] = 1 score = generalized_score_function(graph, data) if score > best_score: best_score = score best_graph = graph return best_graph # 示例数据 data = np.random.rand(100, 5) # 运行因果发现算法 result = fast_causal_discovery(data) print("Best causal graph:", result) ```
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