知識表示和知識圖譜人工智能導論2.2知識圖譜

信息技術飛速發展，不斷推動著互聯網技術的變革，互聯網的核心性技術Web經歷了網頁鏈接到數據鏈接的變革后，正逐漸向大規模的語義網絡演變。語義網絡將知識采用網絡的形式表示，它將經過加工和推理的知識以圖形的方式提供給用戶，而實現智能化語義檢索的基礎和橋梁就是知識圖譜。知識圖譜第一部分第二部分第三部分第四部分什么是知識圖譜知識圖譜的表示知識圖譜的應用知識圖譜的總結與展望什么是知識圖譜“度秘”是另一種形式的百度搜索框IBM想讓機器人沃森和你一起開會疾病癥狀被Google納入“知識圖譜”之中什么是知識圖譜？案例引入查閱與思考（1）查閱一個知識圖譜的應用實例。（2）你能列舉一些應用知識圖譜解決問題的領域嗎？什么是知識圖譜

知識圖譜的概念，由Google于2012年率先提出，其初衷是用以增強自家的搜索引擎的功能和提高搜索結果質量，使得用戶無需通過點擊多個鏈接就可以獲取結構化的搜索結果，并且提供一定的推理功能，創造出一種全新的信息檢索模式。本質上，知識圖譜就是利用可視化的圖譜形象展示客觀世界中的概念、實體及其間的復雜關系。Google知識圖譜的宣傳語“Things,notstrings”給出了知識圖譜的精髓，即:不要無意義的字符串，而是獲取字符串背后隱含的對象或事物。搜索引擎中知識圖譜的應用知識卡片：早期互聯網搜索僅僅是基于本文的鏈接，搜索時僅單純的給出包含搜索詞的網頁，讓用戶去網頁中尋找答案。2012年谷歌提出知識圖譜并且將其應用于語義搜索，改進搜索質量，搜索算法會在網頁搜索時盡可能的鏈接與其相關的結構化信息，這些信息會以知識卡片（KnowledgeCard）的形式返回給用戶，知識卡片就是知識圖譜在搜索引擎中最早的表現形式。知識卡片知識圖譜在搜索中的展現-知識卡片（圖片來源于搜狗）知識圖譜在搜索中的展現-知識卡片（圖片來源于百度）知識卡片關系搜索中的知識卡片展現（圖片來源于搜狗）關系搜索中的知識卡片展現（圖片來源于百度）知識圖譜的表示知識圖譜的表示

從實際應用的角度出發其實可以簡單地把知識圖譜理解成多關系圖（Multi-relationalGraph）,就是把所有不同種類的信息連接在一起而得到的一個關系網絡。如圖所示為一多關系圖，它包含多種類型的節點和多種類型的邊，不同形狀和顏色代表不同種類的節點和邊。知識圖譜的表示邊

邊

節點

節點

節點表示實體或概念，邊則構成關系。實體指的是現實世界中的具體事物或具體的人，比如著名的物理學家愛因斯坦、偉大的思想家馬克思等；概念是指人們在認識世界過程中形成的對客觀事物的概念化表示，如人、動物、組織結構等；關系則用來表達不同實體、概念之間的聯系，例如小王和小李是“同事”、李紅-“工作在”-上海等等。知識圖譜的表示知識圖譜可以方便的表示生活中的很多場景，比如一個人的社交網絡圖譜，如圖所示，以圖譜的形式清晰呈現出社交人脈。知識圖譜的表示社交關系圖譜中的實體既可以有“人”，也可以包含“公司”“學?！钡冉M織機構實體。人與人之間可以是親人、朋友，同學、同事、鄰居等。人和學校之間可以是“在讀”或者“畢業”的關系，如圖所示。小剛蘇寧××大學百度小白小紅同學

同事

畢業于

畢業于

現任職于

現任職于

曾任職于

知識圖譜的表示實體和關系也會擁有各自的屬性，比如人可以有“年齡”和“身高”等屬性。當我們把所有這些信息作為關系或者實體的屬性添加后，所得到的圖譜稱之為屬性圖（PropertyGraph）。如圖所示為一個簡單的屬性圖，小白年齡35歲，任職于百度，職位為區域經理，百度公司成立于2000年1月。小剛蘇寧××大學百度小白小紅同學

同事

畢業于

畢業于

現任職于

現任職于

曾任職于

{‘年齡’：‘35’，‘職位’：‘區域經理’}{‘成立時間’：‘2000年1月’}學習思考（1）查閱資料，思考一下傳統知識表示和知識圖譜的區別與聯系。（2）試著為自己繪制一個社交網絡的知識圖譜。知識圖譜的應用知識圖譜的應用延伸閱讀百度知識圖譜在生活中的應用(一

)小度智能音箱（二）小度在家（三）三星Bixby語音智能助手（四）TCL智能電視（五）百度百家號智能寫作助手知識圖譜的應用延伸閱讀百度知識圖譜在生活中的應用查閱與思考（1）談談生活中你所使用的智能設備里，哪些涉及到了知識圖譜？（2）查閱相關文獻資料，了解知識圖譜在教育、醫療行業及農業方面的應用。（3）想一想未來的知識圖譜將會怎樣改變我們的生活？知識圖譜的應用

知識圖譜為互聯網上海量、異構、動態的大數據表達、組織、管理以及利用提供了一種更為有效的方式，使得網絡的智能化水平更高，更加接近于人類的認知思維。目前，除了我們前面提到的搜索引擎的應用外，知識圖譜已在智能問答、智能推薦以及一些垂直行業中有所應用，成為支撐這些應用發展的動力源泉。知識圖譜的應用1.智能問答智能問答目前也是一個非常熱門的方向，它是信息檢索系統的一種高級形式，它降低了人機交互的門檻，非常適合成為互聯網的新入口。相較于傳統的用戶輸入問題，搜索引擎返回網頁的方式，智能問答系統可以直接通往答案。目前很多問答平臺引入了知識圖譜，典型的應用有蘋果的Siri，下圖為蘋果Siri的問答展示。天津聚問網絡技術服務中心開發的大型在線問答系統OASK，就是專門為門戶、企業、媒體、教育等各類網站提供良好的交互式問答解決方案的。知識圖譜的應用Siri的問答展示1Siri的問答展示2知識圖譜的應用2.智能推薦

在智能推薦方面，可基于知識圖譜構建場景，提供基于場景的推薦。例如在電商領域，通過整合商品間關聯的信息以及從互聯網抽取的相關信息，形成知識庫和產品庫，構建企業自身的知識圖譜。當用戶輸入關鍵詞查看商品時，知識圖譜會為用戶提供此次購物方面最相關的信息，并且還能通過用戶已購產品推斷其購物場景，向其推薦其他相關場景產品。

社交網絡Facebook于2013年推出的GraphSearch產品，其核心技術就是通過知識圖譜將人、地點、事情等聯系在一起，幫助用戶在龐大的社交網絡中找到與自己最具相關性的人，其主要功能就是智能推薦。知識圖譜的應用

3.金融領域

金融領域的應用主要包括風險控制和智能投顧等。

在風險控制方面，通過構建工商知識圖譜，可以將人、公司的信息用可視化的方式清晰的展示出來。

在智能投顧方面，通過對金融數據進行結構化提取和智能化分析，根據客戶自身的理財需求，實現自動理財顧問。當在某個宏觀經濟事件或者企業相關事件發生的時候，券商分析師、交易員、基金公司基金經理等投資研究人員可以通過知識圖譜做更深層次的分析和更好的投資決策。知識圖譜的應用教育醫療科研農業旅游人力資源管理知識圖譜的總結與展望知識圖譜的總結與展望

知識圖譜的構建是多學科的結合，需要知識庫、自然語言理解，機器學習和數據挖掘等多方面知識的融合，是相關領域研究的最新成果，在未來的幾年時間內，知識圖譜毫無疑問將是人工智能的前沿研究問題，各行各業都在討論