【知识图谱】知识图谱概论,通读知识图谱相关概念

本文从语言与知识的角度介绍了知识图谱的起源,指出知识图谱属于符号主义流派,旨在利用图结构建模事物关系。知识图谱在搜索引擎、智能问答等领域有广泛应用,同时涉及知识表示、存储、抽取、融合、推理等多个技术维度。文章通过探讨早期的语义网项目,展示了知识图谱的发展历程,强调了知识图谱是人工智能与互联网技术的交叉领域,具有广阔的应用前景。

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语言与知识

首先我将从“语言与知识”两个视角出发引出我们这门课的主角——知识图谱。


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我们的故事从人工智能的起源开始。

大家可能都有所了解,早期的人工智能有两个主要流派,一个流派称为连接主义,主张智能的实现应该模拟人脑的生理结构,即用计算机模拟人脑的神经网络连接结构,这个流派发展至今,即所谓大红大紫的深度学习;


另外一个流派称为符号主义,主张智能的实现应该模拟人类的心智,即用计算机符号记录人脑的记忆,表示人脑中的知识等,即所谓知识工程与专家系统等。


我们这门课的主角知识图谱可以归属于符号主义的流派。深度学习首先在视觉、听觉等感知任务中获得成功,本质上解决的是识别和判断问题,我们可以打比方为实现的是一种聪明的AI。但感知还是低级的智能,人的大脑依赖所学的知识进行思考、推理、理解语言等等。

因此,还有另外一种AI可以称为是有学识、有知识的AI。事实上,这两种AI对于实现真正的人工智能都很重要,缺一不可。

### 知识图谱概念与技术实现 知识图谱是一种以图形结构表示和组织知识的方式,其核心目标是通过语义关系将实体连接起来,形成一个庞大的知识网络[^1]。这种技术架构起源于人工智能和语义网领域,并在2012年因Google推出的知识图谱而进入主流视野[^1]。 #### 技术实现 知识图谱的技术实现涉及多个关键环节,包括数据获取、数据清洗、实体识别、关系抽取以及图谱构建等。具体而言: - **数据获取**:从结构化、半结构化或非结构化数据源中提取信息,例如数据库、网页内容或自然语言文本。 - **数据清洗**:对获取的数据进行去噪、标准化处理,确保数据质量。 - **实体识别**:利用自然语言处理技术识别出文本中的实体,如人名、地名、组织名等。 - **关系抽取**:分析实体之间的语义关系,例如“属于”、“位于”或“包含”。 - **图谱构建**:将实体和关系以图的形式存储,通常使用RDF(Resource Description Framework)或图数据库(如Neo4j)作为底层存储技术[^2]。 ```python # 示例代码:使用Neo4j创建简单的关系图 from neo4j import GraphDatabase def create_graph(driver): with driver.session() as session: session.run("CREATE (a:Entity {name: 'EntityA'})") session.run("CREATE (b:Entity {name: 'EntityB'})") session.run("MATCH (a:Entity {name: 'EntityA'}), (b:Entity {name: 'EntityB'}) CREATE (a)-[:RELATES_TO]->(b)") driver = GraphDatabase.driver("bolt://localhost:7687", auth=("neo4j", "password")) create_graph(driver) ``` #### 应用场景 知识图谱的应用场景非常广泛,涵盖了搜索引擎优化、智能问答系统、推荐系统等领域。以下是一些典型的应用案例: - **搜索引擎**:通过知识图谱,搜索引擎能够理解用户的查询意图并提供更精准的结果。例如,当用户搜索“巴黎”,系统可以区分出这是指法国的首都还是其他含义[^1]。 - **虚拟助手**:智能助手(如Siri、Alexa)依赖知识图谱来理解和回答用户的问题,提供个性化的服务。 - **推荐系统**:基于用户的行为数据和知识图谱中的关系,推荐系统可以为用户提供更加精准的内容推荐。 #### 构建方法 知识图谱的构建方法主要包括自动生成和人工编辑两种方式。自动构建主要依赖机器学习和自然语言处理技术,从大规模文本中提取实体和关系;而人工编辑则需要领域专家参与,确保知识的准确性和完整性[^2]。 ---
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