【AI论文速递】SymAgent:知识图谱复杂推理的agent框架

文章目录

    • [✨ 亮点总结](#✨ 亮点总结)
    • [📝 摘要翻译](#📝 摘要翻译)
    • [📌 研究背景](#📌 研究背景)
    • [💡 研究动机](#💡 研究动机)
    • [🚀 方法简介](#🚀 方法简介)
    • [📊 实验设计与结果](#📊 实验设计与结果)
    • 特色图表

🔖 论文标题:SymAgent: A Neural-Symbolic Self-Learning Agent Framework for Complex Reasoning over Knowledge Graphs

📅 发布时间:18 Feb 2025

🌐 Arxiv ID:2502.03283v2

🔑 关键词:Large Language Model Agent; Knowledge Graph; Self-Learning

✨ 亮点总结

SymAgent 通过结合大语言模型 (LLM) 和知识图谱 (KG),提出了一种自主学习的神经-符号智能体框架,能够在复杂推理任务中实现动态交互。其创新在于将KG视为动态环境,并通过Agent-Planner和Agent-Executor模块实现符号规则推理和自动化操作。此外,其自学习机制能够通过在线探索和离线策略迭代持续提升推理性能,显著优于多个强基线模型。

📝 摘要翻译

大语言模型(LLM)在复杂推理任务中容易出现"幻觉"现象。为解决这一问题,SymAgent 结合知识图谱(KG)和 LLM,通过符号规则和多步交互实现复杂推理。该框架包括两个核心模块:Agent-Planner 通过 LLM 提取符号规则进行问题分解,而 Agent-Executor 自动调用工具整合 KG 和外部文档信息。通过自学习框架,SymAgent 能够自主探索和改进推理策略。实验表明,在多个复杂推理数据集上,SymAgent 优于强基线模型,并能够有效识别 KG 中的缺失三元组,提升知识完备性。

📌 研究背景

近年来,LLM在自然语言理解和信息集成方面表现优异,但在复杂推理任务中常出现幻觉问题。知识图谱(KG)作为结构化知识库,可为 LLM 提供可靠的事实支持,但现有方法常将 KG 视为静态资源,忽视了其内在的逻辑推理结构。

💡 研究动机

现有 LLM + KG 方法面临两大挑战:1)假设所有答案都在 KG 中,忽视 KG 不完全性;2)将 KG 视为静态知识库,忽视其符号推理潜力。SymAgent 旨在通过动态交互和符号规则推理,使 KG 深度参与推理过程,提升 LLM 的复杂推理能力。

🚀 方法简介

SymAgent 包含两个核心模块:

Agent-Planner:利用 LLM 的归纳推理能力从 KG 中提取符号规则,指导问题分解。

Agent-Executor:通过调用工具集自动执行推理任务,整合 KG 和外部文档信息,解决 KG 不完全性问题。

此外,SymAgent 采用自学习框架,支持在线探索和离线策略迭代,无需人工标注,实现自动化推理策略改进。

📊 实验设计与结果

数据集:WebQSP、CWQ、MetaQA-3hop。

评价指标:Hits@1, Accuracy, F1 Score。

实验结果:SymAgent 在所有数据集上表现优异,尤其在复杂推理任务(CWQ)中明显优于现有方法。与强基线(如 GPT-4)相比,SymAgent 实现了最高 37.19% 的 Hits@1 提升。

特色图表


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