AI学会論文を集めて

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AI学会論文を集めて

AI学会の全体像としては以下のようになる。

AAAI、ISWC、ILP、RW等のAI関連の学会論文を中心にそれらの予稿集をベースに集めた。

全般

今回は海外の著名な学会から抽出した注目される技術とその代表的な論文について述べている。技術の選択の基準としては、深層学習強化学習確率的生成モデル自然言語処理説明できる機械学習知識情報処理などの本ブログに記載しているものは、それぞれのリンク先の記事を参考にすることとし、それら以外の技術のピックアップを意識して行っている。

AAAI

人工知能技術に関する世界トップトラスの学会であるAAAI(Association for the Advancement of Artificial Intelligence)で選ばれた30件の過去の優秀論文AAAI Classic Paperに関して、Abstractの日本語訳を掲載する。近年主流である機械学習系ではない論文となり、それらと組み合わせた新しいアイデアを得る上でも一読の価値はあると思う。

ISWC

第一回の国際的セマンティックウェブ会議の論文集。多くの論文が、データをつないだ後のフレキシブルなデータの処理であるWebサービスの統合に関して述べられている。 詳細としては、リサーチペーパーでは、マッチング、検索、オントロジー、RDF等に関して、ポジションペーパーではヨーロッパにおける実施例やセマンティックウェブを導入ためのステップについて、そして最後のシステム概要では、研究論文のセマンティックウェブシステム、エンタープライズへの応用、エージェントを用いたスケジュール管理、ビジュアルアナリティクス等について述べられている。目次は以下の通り。 例えばposter sessionで発表されている”Learning Organizational Memory”に関しては、論文そのものはネット上でも見つける事ができないが、それらに触発された組織記憶や個人記憶の扱いに関する知識マネジメントの論文ややHuman Resource Management関連の論文は数多く見つける事ができる。

組織や個人の知識マネジメントの具体的な例としては、テキストコンテンツの機械学習によるクラスター分析による組織内のナレッジの見える化や、テキストコンテンツのリピート数をワードクラウドで見える化したものと組み合わせたもの等ある。これらの領域は現在でも「働き方改革」のキーワードの元様々な検討がなされている。20年前のアプローチではtextコンテンツとして構造化されたデータが中心だった為、データの濃度が薄くそれらから抽出されたパターンを可視化しても知識の可視化としての厚みがなく、実用という観点から不十分なものであったが、近年の技術の発展により、例えば非構造化されたデータとして組織内で交わされた会話の情報を音声認識して利用することで、古くから言われてきた”暗黙知”と呼ばれる組織memoryにアプローチすることが可能になる等知識の可視化にも厚みを持たせることが可能になりつつある。

またデータの見える化の手法に関してもD3.jsのような様々なデータ可視化技術のセットが容易に利用可能になり、例えばZoomable Circle Packingを使うことでクラスター化した知識ドメインの見える化を行ったり、Sequences Sunburstのようなツールで組織内知識の階層構造を提示したり、あるいは会話の情報に注目して人と人、コンテキストとコンテキストの関係の時系列の変化をTemporal Force-Directed Graphのようなツールを使って可視化する手法など様々なアプローチが考えられる。

データのパターンの認識に関しても同様に様々なアプローチが可能となっている。スペクトラルクラスタリング等の関係データ学習の手法や、トピックモデルのアプローチ、またベイズモデル等のシミュレーション的な手法の適用は、単純な機械学習の手法しかなかった時代には困難だった知識のパターンの抽出を可能とする。

第二回の国際的セマンティックウェブ会議の論文集。第一回のISWC2002と比べて、内容が多岐にわたっている。内容としては基礎的な部分でOWLやRDFSをweb連携について述べられ、次にオントロジーを使った推論、そして前回でも多く述べられていたセマンティックウェブサービス、更にデータの統合を語るさ際に重要なデータの信頼性やセキュリティ、そしてウェブサービス統合の為のエージェントシステムや、情報検索、マルチメディアと続いている。

最後に各種ツールとそれらを利用したアプリケーションと実務への適用(インダストリアルトラック)へと続く。インダストリアルトラックでは、企業内のナレッジポータル、タスクコンピューティング、セマンティックアノテーションツール、自動車業界と化学業界への適用について述べられている。目次は以下の通り。

第三回の国際的セマンティックウェブ会議の論文集。前回のISWC2003と比較するとまずData Semanticsとしてシソーラスやコンテキスト、RDFの中間データ表現としての2部グラフ等について述べられている。またP2Pシステム、ユーザーインターフェースとビジュアライゼーション、大規模ナレッジマネジメントが新たに議論されている。

前回の議論の深化では、セマンティックウェブサービスの現実世界への応用としてバイオ系への適用や化学実験の自動化が議論されたり、推論(OWL関連)や検索(検索クエリに対する様々なアプローチ)に対する議論が進められ、ミドルウェアやデータの相互互換性、オントロジーのメンテナンス等についての議論も行われている。

最後のインダストリアルトラックでは、ビジネスへの適用やNASAでのオントロジープラットフォームの紹介も行われている。またSemantic Webサービスの項目でも、バイオインフォマティクスへの適用、セマンティックグリッドによる化学実験の自動化、ウェブサービスのワークフローの検討、 アノテーションの半自動付与、eScience等について述べられている。目次としては以下となる。

大分類はResearch TrackとIndustrial Track、そしてSemantic Web Challengeの3つのみ、Research Trackではセマンティックサーチのランキング、オントロジーの時間軸上の扱い、マルチメディアへの対応、暗号化、人名録を使ったダイナミックコミュニティの検索、確率的オントロジーマッピングツール等が議論されている。Industrial Trackでは法的知識管理システム、医療分野への応用、知識処理の要求仕様の策定法、ロジスティックスへの応用、車載システムへの応用等が述べられている。

ワークショップとしてはモジュラーオントロジー、オントロジーマッチング、セマンティックウェブポリシー、セマンティックオーサリングとアノテーション、ヘルスケアとライフサイエンス、センサーネットワーク、Terra-Cognica地理空間セマンティックウェブ、不確実性の推論(Uncertain Reasoning Semantic Ewb:ERSW)、自然言語処理によるコンテンツマイニング等がある

開催されているワークショップとしてはユビキタスヘルスケアにおけるTerra-Cognica地理空間セマンティックウェブ、セマンティックウェブ、不確実性の推論(Uncertain Reasoning Semantic Ewb:ERSW)、プライバシーと説明責任、セマンティックウェブを使って専門家を見つける、オントロジーマッチング、オントロジーツール、建物/製品/エンジニアリングにおけるセマンテックウェブ、セマンティックウェブサービスマッチメイキング、テキストから知識へ等がある。

開催されているワークショップとしてはソーシャルデータとセマンティックウェブ、スケーラブルなウェブベースシステム、不確実性の推論(Uncertain Reasoning Semantic Ewb:ERSW)、オントロジーマッチング、オントロジーパターン、オントロジーがサポートするビジネスインテリジェンス、オントロジーダイナミクス、セマンティックウェブサービスマッチメイキング等がある。

開会されているワークショップとしては、構造化された知識の共有/構築、オントロジーマッチング、オントロジーパターン、履歴管理におけるセマンティックウェブの役割 、セマンティックウェブでのサービスマッチング、ユーザーインタラクション、ソーシャルデータとセマンティックウェブ、スケーラブルなウェブベースシステム、不確実性の推論(Uncertain Reasoning Semantic Ewb:ERSW)、センサーネットワーク等がある。

開催されているワークショップとしては、不確実性の推論(Uncertain Reasoning Semantic Ewb:ERSW)やセンサーネットワーク、オントロジーマッチング、LOD(電子政府)、OWL2、セマンティック検索、履歴管理におけるセマンティックウェブの役割、知識ベースシステム、セマンティックウェブでのサービスマッチング、ソーシャルデータとセマンティックウェブ、オントロジーパターン等がある。

今回はドイツのボンで開かれたISWC2011について述べる。ワークショップとしては、Terra-Cognica地理空間セマンティックウェブ、不確実性の推論(Uncertain Reasoning Semantic Ewb:ERSW)やセンサーネットワーク、オントロジーマッチング、セマンティックウェブ上でのイベントの検出、多言語セマンティックウェブ、パーソナライズされた情報管理、知識ベースシステム、オントロジーダイナミクス、LOD(サイエンス)、ウェブスケールでの知識抽出等がある。

今回は米国/ボストンで開かれたISWC2012について述べる。今回も前回に引き続き不確実性の推論(Uncertain Reasoning Semantic Ewb:ERSW)やセンサーネットワーク、オントロジーマッチングだけではなく、実用を意識したスケーラブルシステム、クラウドサービスとの融合、レコメンダーシステム、多言語セマンティクス、セマンティックウェブプログラミング等についての議論が行われている。

今回はオーストラリアのシドニーで開かれたISWC2013について述べる。内容としてはセマンティック統計、Stream Reasoning、セマンティックウェブでのイベントの検出/表現/活用、リンクされた蚊家具の実験サポート、産業用リンクトデータエコシステム、オントロジーパータン、センサーネットワーク、オントロジーマッチング、スケーラブルなセマンティックウェブ、セマンティックウェブのクラウドソーシング、情報抽出のためのリンクトデータ、農業及び環境情報科学のためのセマンティック機械学習、セマンティックウェブのプライバシーとポリシー、セマンティックウェブエンタープライズ、セマンティック音楽とメディア等がある。

今回はイタリアのトレンティーノで開かれたISWC2014について述べる。内容としてはLOD、自然言語処理としての文脈、解釈及び意味、セマンティックデータの意味的検索、教育分野への応用、情報抽出のためのLOD、リンクされた化学、データ信頼性について、自然言語インターフェース、NLPとDBPedia、オントロジーマッチング、時間遷移、プライバシー、オントロジーとセマンティックウェブパターン、スケーラブルなwebベース知識システム、スマートシティ、セマンティック等稀有、セマンティックコラボレーション、ソーシャルフェブ、セマンティック地理情報、不確実性の推論等がある。

米国のペンシルバニアで開催されたISWC2015について述べる。内容としてはデータセットとパフォーマンス、そしてオントロジーとグラフの発表が増えており、Linked Data 、ODBA(Ontology Based Data Access)、Industryが多い。発表された論文としては、異種のLODを統一フォーマットにするLOD Laundromatというプラットフォームに関するもの、Webから収集した6800万テキストから抽出した情報をオントロジーマッピング(Karmaというシステムを利用)し、指示対象の同じエンティティを対応づけて、さまざまな広告の中から人身売買に関する情報を抽出するシステム、複数のオントロジーで別々に定義されたものを対応づけるオントロジーアライメント、knowledge Cardと呼ばれるカード型の検索エンジンについての報告等があった。

ISWC が,2016年10月17日から21日までの5日間,神戸国際会議場で開催された。Resources Trackでは,研究コミュニティーに寄与するリソース共有についての口頭発表を募集していた。代表的なリソース例はデータセットやオントロジー,サービス,ベンチマーク等であるが,オントロジーデザインパターンやワークフロー,方法論等も対象である。Applications Trackでは,実際に利用されているアプリケーション,ビジネス事例,実世界に展開できそうなプロトタイプ等を募集していた。セッションの時間はテーマごとに設定され,部門にこだわらずテーマに合わせた口頭発表が行われた。テーマはリンクトデータ,オントロジー,推論,クエリ,検索,自然言語処理,知識グラフ,スマートプラネットなど多岐にわたる。

Voila(Visualization and Interaction for Ontologies and Linked Data)ではR2RMLマッピングを生成するためのUIとしてのViziQuerをや* Linked DataReactor、またさまざまなtreeの情報の可視化を分類した Treevis.net等がある。

また、テキスト情報の様な意味的情報と、画像情報のようなテキストでは表しにくい画像属性情報、さらにそれらを結びつけるナレッジグラフを用いたマルチモーダルな関係知識の学習に関する報告、セマンティックデータマイニング(SDM:注釈付きデータと相互接続された背景知識を使用して、エンドユーザーが簡単に解釈できるルールを生成)を行うための効率的な手法、あるいは画像の一部間の関係予測を改善するために背景知識ベースを使用したStephanBrierによるシーン記述のセマンティックモデリングを使用した視覚的関係検出の改善に関する講演等があった。

2018年度は特にナレッジグラフ関連の発表と深層学習系の発表に特徴がある。

まずナレッジグラフについて「Knowledge Graphs as enterprise assets」Googleのナレッジグラフには、10億ものものと700億のアサーションがあり、Facebookの知識グラフは、ソーシャルグラフとは異なり、今年増加したばかりで、5,000万のエンティティと5億のアサーションがある。さらに重要なことに、これらはアプリケーションにとって重要な資産となる。たとえば、eBayではKGが製品ページの作成の中心であり、GoogleとMicrosoftではKGはエンティティ検索とアシスタントの鍵であり、IBMでは企業向け製品の一部として使用している。

また、テクニックとしてのディープラーニングに関しては、セマンティックWeb研究者ツールボックスの一部になっており。特に知識グラフの構築領域利用され始めている。DNNでの論文で注目されたものは以下のようになる。

オークランド(ニュージーランド)で開催されたISWC2019。前回のISWC2018と同様に知識(グラフ)データとそれらのQ&Aシステム等への応用に関する報告が多くなされていた。

注目された報告としては、”Logical Semantics Approach for Data Modeling in XBRL Taxonomies”(XBRLの技術領域は、ファイナンシャルレポーティング、ナチュラルランゲージ、タクソノミーモデリングの3つによって構成される。XBRLのセマンティックテクノロジーへの今後の貢献は、これらの技術領域での大規模データ活用(AI含む)にあると言及していた)、”Knowledge-based geospatial data integration and visualization with Semantic Web technologies”(地理空間情報処理にセマンティックウェブテクノロジーを活用するジオビジュアライゼーションの実装についの報告。近年、Spatial Data Infrastructure(SDI)の需要が欧米で高まっている状況であり、地理空間上でオントロジーを扱う方法論として貢献できると述べられている。)、”How to make latent factors interpretable by feeding Factorization machines with knowledge graphs”(Hybrid Factorization Machine(kaHFM) の実証実験。解釈可能なモデルを訓練するためのナレッジグラフを使用して、Factorization Machine の潜在因子を初期化する方法の検証について言及)、”Summarizing News Articles using Question-and-Answer Pairs via Learning”(Q&Aシステムにおけるセマンティックテクノロジー活用に関しての Google の研究発表。ニュースストーリーに関連付けられたデータから質問をマイニングし、ストーリーのコンテンツから直接質問を学習するという仕組み。ニュース記事の重要で興味深い側面をキャプチャするための質問と回答のペアを持つニュース記事の構造化された要約を生成する学習ベースのアプローチの最初の実証実験となる。検証データは、SQuAD dataset 2 を使用している。)、”Using a Knowledge Graph of Scenes to Enable Search of Autonomous DrivingData”(セマンティックテクノロジを使用したボッシュでの実証実験についての解説。データの用途は、自動運転技術向けの大規模データの提供を想定している。効果としては、自動運転データを表現、統合、およびクエリするケイパビリティの向上。また、さまざまなプロジェクト内や部門内のデータサイエンティストやエンジニアがお互いのアプリケーションのデータを再利用できることを見込んでいる)、”Using Event Graph to Improve Question Answering in E-commerce Customer Service”(質問応答サービスを提供するインテリジェントアシスタント「AliMe」についての解説。1日当たり数百万もの質問に90%以上回答できるとしている。本セッションでは、質問タイプ「why」、「whether」、「what if」、および「how next」に対する正確な回答を得るための推論の仕組みとなるEvent Graph を提案。イベントは、起きうるシチュエーションの選択肢のプロパティで、ベースラインのナレッジグラフは、WIKIDATA、DBpedia、YAGOなどを使って生成)、”Querying Enterprise Knowledge Graph With Natural Language”(大規模エンタープライズナレッジグラフへの対話型インターフェイスの研究について解説。この仕組みをYugen(ユーザーの質問に答えるディープラーニングベースの対話型AI)と呼んでいる。すでに企業向けに、コールドスタートの課題やドメイン固有データの検出の課題などに取り組んでいるらしい。Yugenは音声ベースなので、特定のクエリ言語を学習するコストを抑えられることがメリット)、”Product Classification Using Microdata Annotations”(Webで公開されたマークアップデータ(ここではRDFやMicrodataを指す)を使用して、製品を普遍的なカテゴリに自動で分類するタスクを解説していた。チャレンジは、分類に必要な情報の扱い(例:個別のウェブサイトの扱い、ウェブサイト間の一貫性、サイト固有の商品ラベルなど)になる。ディープラーニングのインプットデータにRDFを使った事例となる)、”Difficulty-controllable Multi-hop Question Generation From Knowledge Graphs”(ニューラルネットワークベースのマルチホップクエスチョンについて解説していた。マルチホップクエスチョンとは、グラフ構造のノードを2回以上ホップスなければ回答できない質問のこと。解決策として、難易度を条件とするエンコーダーデコーダーモデルを実装し、大規模なナレッジグラフを介して複雑な質問を生成することができたと言及していた。ただし、実現は難しく今後の研究が必要そうであった)、”QaldGen: Towards Microbenchmarking of Question Answering Systems Over Knowledge Graphs”(ドメインスペシフィックなQ&Aシステムをテストしようとすると、質問を生成する手間があるので、マイクロベンチマークが必要だと言及していた。マイクロベンチマークに有用な質問を生成するためのフレームワークとして、QaldGenを提案していた)等がある。

ISWC2020ではナレッジグラフの発表が大幅に充実されていた。内容としてはHybrid Knowledge Graph Ecosystemとして、オントロジーを利用してニューラルモデルを改善したり、ニューラルモデルを利用してオントロジーを改善するアプローチとなる。ハイブリッドKGが克服したい制約は、機械学習の持つデータの偏りに起因する課題と、知識表現だけでも、ローカルデータの例外に起因する課題となる。これらはMLを使用してリンクを自動化するだけでなく、現象の「理由」に関する質問に答えるために、KRを使用した推論を活用するものとなる。具体的なアプローチとしては、グラフの推移閉包を計算してから、複合類似性のノード埋め込みを計算するものやも生物医学テキストにGPT-3を使用するもの、または、NERとリンケージのためにBERT、LSTM、CRFをデイジーチェーン接続するものがある。

あるいはセマンティックWebプログラミングとして、主に知識グラフが開発者をサポートおよび強化し、さまざまなコーディング活動にインテリジェンスをもたらす方法について述べられている。

コロナウィルスの影響で仮想会議として行われたISWC2021について述べる。今回も前回と同様にナレッジグラフ関連の発表が多くなされている。

今年のリサーチトラックで、例年通り、以下の4つのカテゴリーに分類される、さまざまな貢献の論文が投稿された。まず、RDF(S)/OWL、SHACL、SPARQL、およびこれらの変形や拡張など、さまざまな形状のオントロジーに対する古典的な推論や問合せ応答、さらに修復、説明、データベースマッピングなどの非標準タスクに関する論文。また、例年の傾向として、オントロジー/知識グラフの埋め込み、特に様々な形式のグラフニューラルネットワークと、そのゼロ/少数ショット学習、画像/物体分類、様々なNLPタスクなどの応用に関する論文。また、リンクや型の予測、エンティティのアライメントなど、特定の知識グラフタスクに焦点を当てた論文のカテゴリーもある。最後に、LODの利用可能性やオントロジーの構造パターンなど、現状に関する調査についての報告があった。

Inductive Logic Programming

2008年9月10日から12日にかけて、プラハで第18回帰納論理プログラミング国際会議が開催された。ILPコミュニティは明らかに、愛着のある一階論理表現のフレームワークを大切にし続けているが、ILP2008で発表された研究は、逆包含関係などの確立されたILPアプローチの拡張と、ブレイブ誘導などの新しい論理誘導フレームワークの探求の両方にまだ余地があることを示し、さらに統計的関係学習、グラフマイニング、セマンティックウェブ、バイオインフォマティクス、認知科学の領域にまで広がっている。

ILPカンファレンスシリーズは、ほぼ20年にわたり、論理ベースの機械学習へのアプローチに関する研究の第一級のフォーラムとして開催されてきました。2009年7月2日から4日にかけてルーヴェンで開催された第19回帰納論理プログラミング国際会議もこの伝統を受け継ぎ、 SRL-2009 – International Workshop on Statistical Relational Learning、 MLG-2009 – 7th International Workshop on Mining and Learning with Graphsと併催され、他のコミュニティにも開かれた会議となりました。これら3つのイベントは、それぞれ独自の焦点、強調点、伝統を持っていますが、基本的には、グラフ、関係記述、論理の形で構造化されたデータについての学習という問題を研究対象として共有しています。このように、3つのコミュニティ間の交流を深めるために、イベントの同時開催が行われました。

今回は、2010年6月27日から30日にかけてイタリアのフィレンツェで開催された第20回帰納論理プログラミング国際会議(ILP2010)の改訂論文について述べている。

ILPカンファレンスシリーズは1991年に始まり、論理ベースの機械学習へのアプローチに関する国際的な一大イベントとなる。近年では、統計的学習や他の確率的アプローチとの融合が模索され、研究の幅が大きく広がっている。

2011年7月31日から8月3日まで、英国のCumberland Lodgeにて、Imperial College LondonのDepartment of Computingの後援のもと開催された。ILP2011について述べる。

31件のプロシーディングスの論文は、ILPの理論、実装、確率的ILP、生物学的応用、部分群発見、文法推論、関係カーネル、ペトリネット学習、空間学習、グラフベース学習、行動モデルの学習など、現在のILP研究の多様性と活力を象徴しているものとなっている。

2012年9月17日から19日にドブロヴニクで開催された第22回帰納論理プログラミング国際会議ILP 2012について述べてる。ILPカンファレンスシリーズは1991年に始まり、構造化されたデータからの学習に関する主要な国際フォーラムである。当初は論理プログラムの帰納に焦点を当てたものだったが、近年はその範囲を広げ、多くの注目と関心を集めている。現在では、論理学習、多枝関係学習、データマイニング、統計的関係学習、グラフ・木構造マイニング、関係強化学習など、構造化データからの学習に関するあらゆる側面に焦点を当てている。

ILP2012の論文では、命題化、論理的基礎、実装、確率的ILP、ロボット工学・生物学への応用、文法推論、空間学習、グラフベース学習など、現在のILP研究の幅広さをよく表している。

ILP 2016は、2016年9月4日から6日の間、ロンドンのWarren House Conference Centreで開催された。1991年の第1回以来、毎年開催されるILPカンファレンスは、構造化された関係データからの学習に関する第一級の国際フォーラムとして機能してきた。当初は論理プログラムの帰納に焦点を当てていたが、長年にわたり研究の視野を大きく広げ、論理における学習、多関係データマイニング、統計的関係学習、グラフと木のマイニング、他の(非命題)論理ベースの知識表現の枠組みにおける学習、統計学習との交差の探求、他の確率的アプローチなどのあらゆる側面に関する貢献している。これらの分野での理論的な進歩は、バイオインフォマティクス、医学、テキストマイニングなどの分野における重要な問題へのこれらの技術の挑戦的な応用も伴っている。

2017年9月にフランスのオルレアンで開催された第27回帰納論理プログラミング国際会議ILP2017について述べる。内容としては、ロボット制御、知識ベースと医療、画像認識における統計的機械学習、関係学習、ロジックベースのイベント認識システム、リレーショナルデータからボルツマンマシン分類器を学習する問題、並列帰納論理プログラミング、解釈遷移(LFIT)からの学習、Lifted Relational Neural Networks (LRNN) 、WOrd2Vecの改善について述べる。

帰納論理プログラミング(ILP)は機械学習のサブフィールドであり、例、背景知識、仮説を表現するための統一された表現言語として論理プログラミングに依存している。一階述語論理に基づくその強力な表現形式により、ILPは多関係学習とデータマイニングのための優れた手段を提供する。

1991年に開始されたILP会議シリーズは、構造化または半構造化されたリレーショナルデータから学習するための最高の国際フォーラムとなる。もともとは論理プログラムの導入に焦点を当てていたが、長年にわたって研究範囲を大幅に拡大し、論理、多関係データマイニング、統計的関係学習、グラフおよびツリーマイニング、その他の学習(非-提案)論理ベースの知識表現フレームワーク、統計的学習およびその他の確率論的アプローチに対する研究が報告されている。

今回は2019年9月3-5日にブルガリアのプロブディフで開催た第29回帰納論理プログラミング国際会議について述べる。

帰納論理プログラミング(ILP)は機械学習のサブフィールドであり、例、背景知識、仮説を表現するための統一された表現言語として論理プログラミングに依存する。一階述語論理に基づくその強力な表現形式により、ILPは多関係学習とデータマイニングのための優れた手段を提供する。

1991年に開始されたILP会議シリーズは、構造化または半構造化されたリレーショナルデータから学習するための最高の国際フォーラムとなる。もともとは論理プログラムの導入に焦点を当てていたが、長年にわたって研究範囲を大幅に拡大し、論理、多関係データマイニング、統計的関係学習、グラフおよびツリーマイニング、その他の学習(非-提案)論理ベースの知識表現フレームワーク、統計的学習およびその他の確率論的アプローチとの交差点を調査している。

今回はコロナパンデミックの影響で一年スキップされたILP2021について述べる。帰納論理プログラミング(ILP)は、機械学習の一分野であり、関係データから論理表現を学習することに重点を置いている。ILPカンファレンスシリーズは1991年に開始され、構造化または半構造化された関係データからの学習、多関係学習、データマイニングに関する主要な国際フォーラムである。当初は論理プログラムの帰納に焦点をあてていたが、長年にわたり研究の視野を大きく広げ、論理学習、統計的関係学習、グラフと木のマイニング、他の(非命題)論理ベースの知識表現フレームワークの学習、統計学習や他の確率的アプローチとの交差の探求など、あらゆる側面からの研究となる。

Reasoning Web

今回は、2005年7月25日から29日にかけて開催されたサマースクール「Reasoning Web」(http://reasoningweb.org)のチュートリアルペーパーを収録している。このスクールの目的は、World Wide Web Consortium W3Cが重要な役割を果たしている、現在のWeb研究の主要な試みであるセマンティックWebの手法と問題点について紹介することとなる。

セマンティックウェブの主な考え方は、データの「意味」を伝えるメタデータでウェブデータを豊かにし、ウェブベースのシステムがデータ(とメタデータ)について推論できるようにすることとなる。セマンティックウェブアプリケーションで使用されるメタデータは、通常、異なるアプリケーションで共有されるアプリケーションドメインの概念にリンクされている。このような概念化はオントロジーと呼ばれ、オブジェクトのクラスとそれらの間の関係を規定する。オントロジーは、論理学に基づき、形式的な推論をサポートするオントロジー言語によって定義される。現在のウェブがデータフォーマットとデータセマンティクスにおいて本質的に異質であるように、セマンティックウェブはその推論形態において本質的に異質となる。つまり、セマンティックウェブでは単一の推論形式では不十分であることが判明している。例えば、一般にオントロジー推論は単調な否定に依存するが、データベース、ウェブデータベース、ウェブベースの情報システムは非単調な推論を要求している。時間を扱うには制約推論が必要である(時間間隔が扱われるため)。トポロジーを用いた推論、例えば、モバイルコンピューティングのアプリケーションでは、計画法が必要となる。一方、(前方および後方)連鎖は、データベースのようなビューを扱う推論である(ビュー、すなわち、仮想データは、結合や投影などの操作によって、実際のデータから導出することができるため)。

今回は、2006年9月4日から6日にかけてリスボンで開催されたリスボン新大学(Universidade Nova de Lisboa)主催のサマースクール「Reasoning Web 2006」(http://reasoningweb.org)について述べる。推論はセマンティックウェブの研究開発において中心的な課題の一つである。実際、セマンティックウェブは、セマンティクスを運ぶ「メタデータ」と推論手法によって、今日のウェブを強化することを目的としている。セマンティックウェブは、学術界と産業界の両方が関与する非常に活発な研究開発分野である。

サマースクール「推論Web2006」のプログラムでは、以下のような問題を扱います。(1)セマンティックウェブ問合せ言語、(2)セマンティックウェブのルールとオントロジー、(3)バイオインフォマティクスと医療オントロジー – 産業的側面

Reasoning Webは、Web of Semanticsにおける推論の理論的基礎、最新のアプローチ、および実用的な解決策に焦点を当てたサマースクールシリーズとなる。今回は2007年9月にドイツ・ドレスデンで開催されたReasoning Web summer school 2007のチュートリアルノートとなる。

2007年版の第1部は「推論と推論言語の基礎」で、ルールベースの問合せ言語の概念と方法について調査している。さらに、記述論理とその利用法についても包括的に紹介されている。第2部の “Rules and Policies “では、リアクティブルールとルールベースのポリシー表現が扱われている。Webにおけるルール交換の重要性と有望な解決策について、現在のW3Cの取り組みに関する概要とともに、徹底的な議論が行われている。第3部「セマンティックWeb推論の応用」では、セマンティックWeb推論の実用的な使用方法を示す。学術的な視点は、セマンティックウィキにおける推論に関する寄稿によって提示される。また、産業界の視点として、セマンティック技術の重要性を、企業向け検索ソリューション、セマンティックWiki表現による企業内知識ベースの構築、B2BシナリオにおけるセマンティックWebサービスの発見と選択、などの寄稿で紹介している。

Reasoning Webサマースクールは、セマンティックWebの基礎的・応用的側面に関心を持つ学術界・産業界の専門家や博士課程の学生が参加する、定評のあるイベントである。今回は、2008年9月にイタリアのベニスで開催された第4回サマースクールの講義録である。最初の3つの章は、(1)セマンティック情報をエンコードするために採用された言語、形式、および標準、(2)マルチメディアやソーシャルネットワークアプリケーションなどのコンテキストで有用な “ソフト “拡張機能、(3)オントロジーのオーサリングをエンドユーザーに近づけるための制御された自然言語技術と入門的な内容となっており、残りの章では、ソーシャルネットワーク、セマンティックマルチメディアの索引付けと検索、バイオインフォマティクス、セマンティックウェブサービスなどの主要な応用分野を取り上げている。

セマンティックウェブは、応用計算機科学における現在の主要な試みの一つである。セマンティックウェブの目的は、既存のウェブをメタデータと処理方法で強化し、ウェブベースのシステムに高度な(いわゆる知的)機能、特にコンテキスト認識と意思決定サポートを提供することである。

セマンティックウェブアプリケーションのシナリオで必要とされる高度な能力は、主に推論を必要とする。推論機能は、現在開発中のセマンティックWeb言語によって提供される。しかし、これらの言語の多くは、機能中心(例:オントロジー推論、アクセス検証)またはアプリケーション中心(例:Webサービス検索、合成)の観点から開発されている。セマンティックウェブシステムとアプリケーションには、上記の活動を補完する推論技術を中心とした視点が望ましい。

今回は、ドレスデンで開催されたReasoning Web 2010について述べる。Reasoning Webは、Web of Semanticsにおける推論の理論的基礎、現代的アプローチ、および実用的なソリューションに関するサマースクールシリーズで、本書は、2010年8月30日から9月3日にかけて開催された第6回スクー ルのチュートリアルノートとなる。

今回は、セマンティック技術のソフトウェア工学への応用と、それに適した推論技術に焦点を当てる。ソフトウェア工学における意味技術の応用はそう簡単ではなく、ソフトウェアモデリングに推論を適用するためには、いくつかの課題を解決しなければならない。

今回は、2011年8月23日~27日にアイルランドのゴールウェイで開催された第7回Reasoning Web Summer School 2011について述べる。Reasoning Web Summer Schoolは、Web上での推論技術の応用の分野で確立されたイベントであり、既存の研究者の科学的な議論を対象とし、この新しい分野に若い研究者を引きつけるものである。

2011年のサマースクールでは、「Web of Data」に対する推論の応用を中心に、12の講義を行った。最初の4章では、RDF(Resource Description Framework)とLinked Dataの原理(1章)、OWL(Web Ontology Language)の基礎となる記述論理(2章)、問い合わせ言語SPARQLとOWLとの併用(3章)、効率的でスケーラブルなRDF処理に関連するデータベース基盤(4章)を紹介し、第5章ではLinked Data上でスケーラブルなOWL推論を行うためのアプローチ、続く6章ではWeb推論に関連するルールと論理プログラミング技術、7章では特にルールベース推論とOWLの組み合わせについて述べた。

今回は、2012年9月3日から8日にかけてオーストリアのウィーンで開催された第8回Reasoning Web Summer School 2012について述べる。Reasoning Web Summer Schoolシリーズは、Webにおける推論技術の活発な分野における主要な教育イベントとなっており、若手から熟練した研究者までが参加している。

2012年のサマースクールでは、「Webにおける高度なクエリ応答」という一般的なモチーフのもと、プログラムが組まれた。また、セマンティックWebに関連した、クエリ応答が重要な役割を果たすアプリケーション分野や、その性質上、クエリ応答に新たな課題や問題をもたらす分野にも焦点を当てている。

今回は、2013年7月30日から8月2日までドイツのマンハイムで開催された第9回Reasoning Web Summer School 2013について述べる。

2013年のサマースクールでは、RDFのような拡張性のある軽量な形式から、記述論理に基づくより表現力の高い論理言語まで、Web推論のさまざまな側面を取り上げられ、また、アンサーセットプログラミングやオントロジーに基づくデータアクセスで用いられる基礎的な推論技術や、地理空間情報の取り扱いや推論駆動型情報抽出・統合などの新しいトピックも取り上げられている。

今回は、2014年9月8日から13日にかけてギリシャのアテネで開催された第10回Reasoning Web Sum- mer School (RW 2014)について述べる。

今回のテーマは“ビッグデータ時代のWeb上の推論 “となる。センサー、ソーシャルネットワークプラットフォーム、スマートフォンなどの新しい技術の発明により、組織は従来利用できなかった膨大な量のデータを利用し、社内の独自データと組み合わせることができるようになった。同時に、テラバイト、ペタバイト級のデータを扱うデータマネジメントや知識発見技術の実現を可能にする基盤技術(弾力的なクラウドコンピューティング基盤など)も大きく進展している。このような産業界の現実を反映し、セマンティックWebやLinked Dataなどのビッグデータの側面における最近の進歩や、ビッグデータ応用に取り組むための推論技術の基礎を紹介している。

今回は、2015年7月31日から8月4日までドイツ・ベルリンで開催された第11回Reasoning Webサマースクール(RW 2015)のために作成されたチュートリアル論文について述べる。2015年版のスクールは、ドイツ・ベルリン自由大学コンピューターサイエンス研究所と英国・ハダスフィールド大学コンピューター工学部主催で開催された。2015年は、”Web Logic Rules “(Semantic Web、Linked Data、オントロジー、ルール、ロジックに関する知見)がテーマとなる。

今回は2016年9月5日から9日まで英国アバディーンで開かれた第12回Reasoning Webサマースクール(RW2016)について述べる。内容としては知識グラフ、リンクデータ、セマンティクス、ファジーRDF、OWL知識ベースの構築とクエリのための論理的基礎をカバーしている。

今回は、2017年7月に英国ロンドンで開催された第13回Reasoning Webについて述べる。今回のテーマは「Web上のセマンティック相互運用性」であり、データ統合、オープンデータ管理、リンクデータ上の推論、データベースとオントロジーのマッピング、オントロジー上のクエリー回答、ルールとオントロジーによるハイブリッド推論、オントロジーに基づく動的システムといったテーマを包含している。今回は、これらのトピックを中心に、アンサーセットプログラミングやオントロジーで用いられる推論の基礎的な技術も取り上げている。

今回は2018年9月にルクセンブルグEsch-sur-Alzetteで開催された第14回Reasoning Webについて述べる。具体的な内容としては、規範推論、テキストコーパスと知識ベースを組み合わせた効率的な検索に関するクイックサーベイ、大規模な確率論的知識ベース、条件付き確率場(Conditional Random Fields)を知識ベースの生成タスクに適用する方法、DBpediaやWikidataのような大規模なクロスドメイン知識グラフ、大規模な知識グラフ(KG)の自動的な構築と知識グラフからルールの学習、巨大なRDFグラフの処理、Web環境でのストリーム処理アプリケーションの開発、非常に大規模な知識ベースに対する推論について述べる。

今回は2019年9月にイタリアBolzanoで開催された第15回Reasoning Webについて述べる。今回はExplainable AIの話題を中心に、記述論理を使ったオントロジーに対する主な推論・説明手法であるタブロー手続きと公理ピンポイントアルゴリズムについて、詳細な説明と分析、知識ベースに対する意味的問合せ応答、データ・プロベナンシング、エンティティ中心の知識ベース応用、格子理論によってデータを説明するアプローチである形式的概念分析、データから解釈の可能なモデルの学習、命題の充足可能性のような論理問題、制約充足のような離散問題、そして、本格的な数学的最適化課題の学習、分散コンピューティングシステム、説明可能なAIプランニングについて述べる。

今回は2020年6月にコロナの影響を受けてバーチャルでの開催となった第16回Reasoning Webにつにいて述べる。メインのテーマは“Declarative Artificial Intelligence”(宣言型人工知能)となる。具体的な内容としては、軽量記述論理(DL)オントロジー説明可能なAI(XAI)、ストリーム推論、解集合プログラミング(ASP)、データ解析のための最近の宣言型問合せ言語であるリミット・データログ、知識グラフに関連するハイレベルな研究の方向性と未解決の問題の概要について述べる。

今回は2021年9月にベルギーのLeuvenで開催された第17回Reasoning Webについて述べる。具体的な内容としては、グラフ構造データの問い合わせに関する基礎、記述論理に基づくオントロジー言語と非単調ルール言語を用いた推論、記号的推論と深層学習の融合、セマンティックウェブとナレッジグラフと機械学習、ビルディング・インフォメーション・モデリング(BIM)、地理空間リンクされたオープンデータ、オントロジー評価技術、計画エージェント、クラウドベースの電子カルテ(EHR)システム、COVIDのパンデミック管理、Belief Revisionと記述論理への応用とOntology Repair、時間均衡論理(TEL)とその解集合プログラミング(ASP)への応用、RDFデータ検証のためのW3C勧告言語であるShapes Constraint Language (SHACL)の紹介とレビュー、データベースにおけるクエリの回答や機械学習における分類モデルからの結果に対するスコアベースの説明について述べる。

Advances in Artificial Intelligence

今回は、2013年9月16日~20日にドイツのコブレンツ大学で開催された第36回ドイツ人工知能会議(KI 2013)について述べる。1975年にGerman Workshop on AI (GWAI)によって始められたこのGerman Conference on Artificial Intelligenceは、ドイツの人工知能研究の主要なフォーラムであり、海外からも多くのゲストが参加している。

詳細の論文内容は、エージェント、ロボット、認知科学、機械学習、群知能、計画、知識モデリング、推論、オントロジーと多岐にわたる。

今回は2014年9月22日〜26日にドイツのシュトゥットガルトで開催された。第37回ドイツ人工知能会議(KI 2014)について述べる。この会議は、人工知能のあらゆる分野の学術研究者や企業研究者が集まり、知的システム技術の理論と応用に関する最新情報と研究成果を交換するドイツで最も重要なフォーラムとなる。

KI 2014では、Wolfram Burgard (ドイツ、フライブルク大学)による、モバイルロボットナビゲーションのためのプロバビリステクニックの概要の説明と、Hans van Ditmarsch氏(LORIA Nancy、フランス)による、動的認識論理学と人工知能についての講演、oby Walsh (NICTA and UNSW Sydney, Australia) による、Allocation in Practice についての基調講演が行われた

また第8回ワークショップ「Emotion and Computing – Current Research and Future Impact」、第28回ワークショップ「Planen/Scheduling und Kon- figurieren/Entwerfen (PuK) 」、高階認知と計算に関するワークショップが行われ、さら、確率的プログラミング(Angelika Kimmig, KU Leuven) と人間計算(Fran ̧ Bry, LMU Munich)のチュートリアルが行われた。

その他の主な項目としては、Cognitive Modeling、Computer Vision、Constraint Satisfaction, Search, and Optimization、Knowledge Representation and Reasoning、Machine Learning and Data Mining、Planning and Schedulingに関する報告が行われている。

2015年9月21日~25日にドイツ・ドレスデンで開催された第38回ドイツ人工知能会議KI 2015について述べる。今回は会議に先立ち、国際計算論理学センターが主催する推論に関する国際サマースクールが開催された。

KI 2015では、基調講演者として3人の著名な科学者の参加を確保することができた。Molham Aref (LogicBlox, USA) は宣言的確率的プログラミングについて、Ross D. King (University of Manchester) はロボット科学者との仕事について、Francesca Rossi (University of Padova) は集団意思決定のためのシステムにおける安全性と倫理問題について講演を行った。

2016年9月26日から30日に開催された第39回ドイツ人工知能会議KI 2016について述べる。1975年にGerman Workshop on AI(GWAI)として始まったこの年次大会は、伝統的にAIのあらゆる分野の学術・産業研究者が集まり、人工知能システムおよびアルゴリズムの基礎と応用に関する研究のための国際フォーラムとなる。今回は、オーストリア人工知能学会(ÖGAI)と合同で、オーストリアのクラーゲンフルトで開催された。

2017年9月25日から29日にかけてドルトムント工科大学で開催されたの第40回ドイツ人工知能会議KI 2017について述べる。発表としてはエージェント、ロボット工学、認知科学、機械学習、計画、知識表現、推論、オントロジーなどの幅広いトピックに加え、ソーシャルメディア、心理学、交通システムなどの分野で行われたものとなる。

今回は、2018年9月24日から28日にベルリンで開催されたKI2018で発表された論文について述べる。今年の会議の著名な研究テーマは、機械学習、マルチエージェントシステム、およびビリーフリビジョンとなる。全体として、KI 2018はAIの現在の研究トピックについて幅広い概観を提供した。

今回は2019年9月23日から26日の間にドイツのカッセルで開催された第42回ドイツ人工知能会議(KI 2019)について述べる。KI 2019では、「AI methods for Argumentation」を特別重点テーマとし、特にAIのあらゆる分野の手法を用いて、自然言語における論証構造の理解、形式化、生成を行う投稿を募集した。この特別重点テーマは、DFGが資金提供する優先プログラム「RATIO(Robust Argumentation Machines;ロバスト論証マシン)」との協力で開催された。

  • KI2020: Advances in Artificial Intelligence論文集より
  • KI2021: Advances in Artificial Intelligence論文集より

Uncertain Reasoning

本書は、2005年、2006年、2007年にISWCで開催されたUncertainty Reasoning for the Semantic Web (URSW)の最初の3ワークショップの議事録である。ここでは、ワークショップで発表された論文の改訂版および大幅な拡張版に加え、この分野および関連分野の第一人者による招待論文を収録している。

本書は、セマンティックWebの文脈における不確実性推論への最先端の研究アプローチを初めて包括的にまとめたものであり、不確実性の異なるモデルや、不確実な形式知を用いた演繹的推論および帰納的推論へのアプローチを捉えている。

本書は「Uncertainty Reasoning for the Semantic Web」に関する第2巻であり、2008年、2009年、2010年にInternational Semantic Web Conference (ISWC) で開催されたUncertainty Reasoning for the Semantic Web (URSW) に関するワークショップ、あるいは2010年のFirst International Workshop on Un- certainty in Description Logics (UniDL) で提示されたパスの改訂および大幅な拡張版である。

この2冊は、セマンティックWebの文脈における不確実性推論への最先端の研究アプローチを包括的にまとめたもので、不確実性の異なるモデルや、不確実な形式知による帰納的推論と同様に帰納的推論へのアプローチを捉えている。

  • Uncertainty Reasoning for the Semantic Web 3論文集より

今回はUncertainty Reasoning for the Semantic Webの第3巻について述べる。今回はそれら不確実性へのアプローチとして以下のように分類している。(1)確率論的モデルおよびデンプスター・シェイファーモデル、(2)ファジィモデル、可能性モデル、(3)帰納的推論と機械学習、(4)ハイブリッド・アプローチ

ナレッジグラフ関連の論文

今回は、2018年8月14日から17日の間に天津で開催されたCCKS 2018: China Conference on Knowledge Graph and Semantic Computingで発表された論文について述べる。CCKSは、中国情報処理学会(CIPS)の言語と知識コンピューティングに関する技術委員会が主催している。CCKSは、知識グラフ、セマンティックWeb、リンクデータ、NLP、知識表現、グラフデータベースなど、幅広い研究分野をカバーしており、知識グラフやセマンティック技術に関するトップフォーラムとなることを目指している。

知識表現と推論(KRR)のための効果的な技術の開発は、成功する知的システムの重要な側面である。これまで、様々な表現パラダイム、および、それらを用いた推論システムが広く研究されてきた。しかしながら、人工知能(AI)における知識表現では、ますます大規模になる情報集合を論理的に操作するという新たな課題、問題、問題が浮上している(例えば、セマンティックWeb、バイオインフォマティクスなど参照)。また、ストレージ容量や計算機性能の向上は、KRRシステムの性質に影響を与え、表現力と実行性能に焦点を移した。そのため、KRRの研究は大規模推論に最適な知識表現構造の開発という課題に直面している。この新世代のKRRシステムには、制約ネットワーク(CN)、ベイジアンネットワーク(BN)、 意味ネットワーク(SN)、概念グラフ(CG)、形式概念分析(FCA)、CP-net、GAI-net、論証フレームワークなどのグラフベースの知識表現フォーマリズムがあり、 これらはすべて多くのアプリケーションで成功裏に使用されてきた。Graph Structures for Knowledge Representation and Reasoning (GKR) ワークショップシリーズの目的は、グラフベースの知識表現形式と推論技術の開発と応用に携わる研究者を結集することである

データ分析では、アルゴリズムプロセスを適用して洞察を導き出す。現在では、組織や企業がより良い意思決定を行うため、また既存の理論やモデルの検証や反証を行うために、多くの産業で利用されている。データアナリティクスという言葉は、インテリジェンス、統計、推論、データマイニング、知識発見などと同じ意味で使われることが多い。ビッグデータ時代において、ビッグデータ解析とは、ソーシャルネットワーク、取引記録、ビデオ、デジタル画像、各種センサーなど、さまざまなソースから収集した大量のデータを分析する戦略を指す。本書は、情報抽出、知識表現から始まり、知識処理、分析、可視化、センスメイキング、実用化まで、ビッグデータ処理の定義、手法、ツール、フレームワーク、ソリューションの一部を紹介することを目的としている。

しかし、本書はビッグデータ解析の手法を全て網羅することを意図しているわけでも、参考文献を網羅することを意図しているわけでもない。本書の各章では、エンタープライズナレッジグラフ、セマンティックビッグデータアーキテクチャ、スマートデータ分析ソリューションの理解に特に重点を置き、データ処理チェーンの適切な側面を取り上げている。

その他AI論文集

今回述べるのは、2012年5月12日から14日にかけてアナーバーのミシガン大学複雑系研究センターで開催された第10回ワークショップ「Genetic Programming, Theory and Practice」となる。このワークショップシリーズの目的は、遺伝的プログラミング(GP)の理論を重視する人と、現実の様々な問題へのGPの応用を重視する人の間で、研究成果やアイデアの交換を促進することとなる。ワークショップに関する追加情報,各章の補遺,参加者やその他の人々による継続的な議論のためのサイトは,http://cscs.umich.edu/gptp-workshops/ にある。

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