ChatGPT的勝利，宣告知識圖譜的消亡？

圖源：攝圖網(wǎng)

作者|科技云報道 來源|科技云報到(ID：ITCloud-BD)

過去10年，知識圖譜可謂是最接近“人工智能”的概念。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，知識圖譜的概念最先是由谷歌于2012年正式提出，主要用來支撐下一代搜索和在線廣告業(yè)務(wù)。

此后，這項技術(shù)迅速火爆，被國內(nèi)外多家搜索引擎公司所采用，如：美國的微軟必應(yīng)，中國的百度、搜狗等，都在短短的一年內(nèi)紛紛宣布了各自的“知識圖譜”產(chǎn)品，足以看出這項革新對整個搜索引擎界的整體影響。

但這項技術(shù)的應(yīng)用并不僅拘泥于搜索引擎領(lǐng)域范圍。由于讓人工智能具備了認(rèn)知能力和邏輯能力，知識圖譜進而實現(xiàn)了智能分析、智能搜索、人機交互、個性化推薦等場景應(yīng)用，成為互聯(lián)網(wǎng)知識驅(qū)動的智能應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施。

可以說知識圖譜與大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)一起，成為推動互聯(lián)網(wǎng)和人工智能發(fā)展的核心驅(qū)動力之一。

然而，ChatGPT的橫空出世讓整個AI界都沸騰了。

ChatGPT帶來的震撼在于，它不用借助知識圖譜就可以很好地解決用戶對話知識問答相關(guān)的任務(wù)，具有非常強大的理解能力、流暢的對話能力和上下文的刻畫能力。

更重要的是，它將原來基于特定任務(wù)的模型變成了一個統(tǒng)一的、基于提示的、任務(wù)無關(guān)的模型，可以去嘗試解決非常復(fù)雜或困難的、人類參與很多的任務(wù)。

這也讓AI界認(rèn)知產(chǎn)生了分化，有觀點認(rèn)為有了ChatGPT這種大語言模型后，知識圖譜完全沒有存在的意義，甚至有的公司已經(jīng)徹底拋棄了知識圖譜路線。

那么，在大模型時代，知識圖譜真的要消亡了嗎？

01

知識圖譜vs大語言模型

在討論這個問題之前，先來了解一下知識圖譜和大語言模型的異同。

知識圖譜從字面上看，可以拆分為知識+圖譜，這樣就可以理解：將需要的知識數(shù)據(jù)（結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）以圖譜的形式進行展示，這種簡單的過程也是知識圖譜的構(gòu)建過程。

知識圖譜通常包含實體、關(guān)系和屬性三個要素，例如人名、國家、語言等實體，以及人口、首都、官方語言等關(guān)系和屬性。它可以根據(jù)圖譜中定義的關(guān)系提供精確且邏輯一致的答案，因此對于信息檢索、問答和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)推理等任務(wù)特別有用。

大語言模型是基于深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，像GPT-4這樣的大語言模型是在大量文本數(shù)據(jù)上進行訓(xùn)練，以學(xué)習(xí)模式、上下文以及單詞和短語之間的關(guān)系。

它們可以生成類似人類的文本、回答問題、提供建議以及執(zhí)行其他自然語言任務(wù)，還可以很好地處理模棱兩可和不完整的信息，并且處理廣泛的主題。

不難發(fā)現(xiàn)，兩者在知識的學(xué)習(xí)、分析、推理方面有著類似的功能，但卻各有優(yōu)劣勢。

知識圖譜通常需要手動或半自動構(gòu)建，是一種非常耗時耗人力的工作，隨著知識的不斷擴展和變化，知識圖譜也需要不斷更新；

同時，它的作用僅限于圖譜編碼中的知識范圍，這使得它在處理模棱兩可或不完整的信息時準(zhǔn)確率較低。

但它的優(yōu)勢在于準(zhǔn)確的知識庫，對于事實性的、專業(yè)性的知識有著非常高的準(zhǔn)確度。

相反，專業(yè)知識在大模型訓(xùn)練語料里占比非常少，這也使得ChatGPT等語言大模型生成的內(nèi)容的可靠性和真實性備受質(zhì)疑。

它無法將真實與想象、真實與虛構(gòu)分開，這種現(xiàn)象甚至促使創(chuàng)造了一個新術(shù)語：人工智能幻覺，維基百科將其定義為“人工智能的自信反應(yīng)，其訓(xùn)練數(shù)據(jù)似乎沒有合理性”。

同時，語言大模型需要大量的計算能力和資源來進行訓(xùn)練和微調(diào)，其花費的時間和成本也不容小覷。

目前，語言大模型只在通用領(lǐng)域給出了較為驚艷的表現(xiàn)，至于在知識圖譜廣泛應(yīng)用的垂直領(lǐng)域，語言大模型暫時未顯示出領(lǐng)先的一面。

02

知識圖譜退場為時尚早

正因為語言大模型暫時還無法解決事實準(zhǔn)確性、可信度、可追溯等問題，知識圖譜的存在就非常有意義。

知識圖譜或者類似的知識庫、知識引擎，能夠為大模型提供準(zhǔn)確的知識，它可以被用來通知、聚焦、過濾和控制生成式人工智能，增強大模型響應(yīng)的智能和可靠性，使其更適合關(guān)鍵任務(wù)。

當(dāng)大模型真正落地到工業(yè)應(yīng)用時，也需要有知識圖譜對專業(yè)領(lǐng)域知識的支撐，至少短期來看是非常需要的。

因此，我們也可以說，知識圖譜的構(gòu)建原來有各種各樣的構(gòu)建方式，現(xiàn)在又多了一種構(gòu)建方式——用大模型去輔助整個知識圖譜構(gòu)建，通過大量語料和大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，通過Prompt去進行知識的激發(fā)。

同時知識圖譜反過來也能夠去推動大模型Prompt工程里的相關(guān)工作，融入到大模型的訓(xùn)練中，使得生成更可控，更準(zhǔn)確。同時，知識圖譜也可以提供很多額外的語義信息，幫助大模型的知識推理做得更好。

所以從本質(zhì)上看，大語言模型出現(xiàn)后，并不是將知識圖譜消滅了，而是可以發(fā)揮知識圖譜和大模型這兩種技術(shù)的優(yōu)勢：在需要可控知識或可控邏輯的時候，知識圖譜會發(fā)揮更大作用；在需要更自由的交互任務(wù)理解和生成時，大模型發(fā)揮更好的作用。

結(jié)合這兩種方法的優(yōu)勢，可以產(chǎn)生更強大和有效的自然語言處理系統(tǒng)。

03

知識圖譜

與大語言模型的結(jié)合

那么，知識圖譜如何與大語言模型相結(jié)合呢？

有意思的是，ChatGPT給出了將知識圖譜集成到大語言模型中的幾種方法：

 使用知識圖譜數(shù)據(jù)進行預(yù)訓(xùn)練 

將知識圖譜中的知識注入到大語言模型的預(yù)訓(xùn)練階段，可以幫助大模型學(xué)習(xí)實體與其屬性之間的關(guān)系?？梢酝ㄟ^將知識圖譜三元組（主語、謂語、賓語）轉(zhuǎn)換為自然語言句子并將它們添加到訓(xùn)練語料庫中來完成。

 使用基于圖的目標(biāo)進行微調(diào) 

在預(yù)訓(xùn)練之后，使用基于圖的目標(biāo)對特定任務(wù)的模型進行微調(diào)，可以幫助大模型學(xué)習(xí)使用圖中編碼的知識進行推理和推理。這可能涉及將自然語言查詢轉(zhuǎn)換為基于圖形的查詢，以及開發(fā)將基于圖形的推理與基于文本的推理相結(jié)合的方法。

例如，可以對模型進行微調(diào)，以預(yù)測圖形中缺失的實體或關(guān)系，這可以提高其對底層結(jié)構(gòu)的理解。

 改進實體鏈接和消除歧義 

增強模型識別文本中的實體并將其鏈接到知識圖譜中相應(yīng)節(jié)點的能力。這可以通過在訓(xùn)練或微調(diào)期間結(jié)合高級實體鏈接和消除歧義技術(shù)來實現(xiàn)。

 集成圖嵌入 

圖嵌入是一種用于將圖中的節(jié)點、邊或整個子圖轉(zhuǎn)換為連續(xù)向量或低維表示的技術(shù)，機器學(xué)習(xí)算法可以更輕松地處理這些向量或低維表示。

圖嵌入在知識工程的上下文中特別有用，因為它可以幫助將知識圖譜中的結(jié)構(gòu)化信息轉(zhuǎn)換為可以更容易地與機器學(xué)習(xí)算法（尤其是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）集成的格式。

使用圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或其他圖表示學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)，并可用于豐富模型對實體及其關(guān)系的理解。

 推理時查詢知識圖譜 

當(dāng)模型遇到需要精確、結(jié)構(gòu)化知識的問題或任務(wù)時，可以查詢知識圖譜獲取相關(guān)信息。這可以通過將自然語言查詢轉(zhuǎn)換為基于圖形的查詢（例如，使用SPARQL），然后使用檢索到的信息來回答問題或執(zhí)行任務(wù)來完成。

 知識圖譜引導(dǎo)生成 

將大語言模型的生成能力與知識圖譜中的結(jié)構(gòu)化信息相結(jié)合，可以生成更準(zhǔn)確、更相關(guān)的文本。例如，在生成實體的摘要或描述時，模型可以對知識圖譜中的信息進行優(yōu)先級排序，以確保事實的正確性。

 混合模型 

開發(fā)包含基于圖和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的組件的混合模型，可以利用這兩種方法的優(yōu)勢。例如，圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（GNN）可用于學(xué)習(xí)圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的潛在表示，然后可以將其與大語言模型集成以執(zhí)行自然語言處理任務(wù)。

 鼓勵可解釋性和可解釋性 

開發(fā)允許大語言模型基于知識圖譜為其推理和預(yù)測生成解釋的方法。這可以幫助用戶了解模型如何利用知識圖譜中的結(jié)構(gòu)化信息，并有助于調(diào)試和優(yōu)化模型。

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結(jié)語

技術(shù)的浪潮總是洶涌而至，在新的技術(shù)革新來臨之際，我們更應(yīng)該客觀看待新舊技術(shù)的優(yōu)劣，而不是沖動地去擁抱新技術(shù)，拋棄現(xiàn)有成熟技術(shù)。

對于知識圖譜來說，大模型的出現(xiàn)并不是一個沖擊，恰恰是給了知識圖譜一個新的生長空間。當(dāng)我們將大模型與自身優(yōu)勢的行業(yè)應(yīng)用去深度結(jié)合，形成數(shù)據(jù)和算法的持續(xù)迭代，必將看到更好的結(jié)果持續(xù)涌現(xiàn)。

編者按：本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號：科技云報到(ID：ITCloud-BD)，作者：科技云報道