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Acceleration of Query Search on Large Knowledge Graphs

Research Project

Project/Area Number 21H03491
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 61030:Intelligent informatics-related
Research InstitutionHokkaido University (2022-2023)
Gunma University (2021)

Principal Investigator

Hayashi Katsuhiko  北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (50725794)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 能地 宏  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (00782541)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords知識グラフ / 表現学習 / マルチメディアデータ / 情報検索 / 情報推薦 / 画像データベース / 生成AI / 確率計算 / メディアデータ / データベース / マルチメディアデータベース / テンソル分解 / 意味解析 / 質問応答
Outline of Research at the Start

本研究では、巨大知識グラフに対する確率の導入方法を捉えなおし、メモリの効率性に優れ、高度なクエリ検索を可能にする確率関係データベースの構成方法について考える。根幹となるアイデアは、多項関係の事実を単項関係へと近似的に分解することにある。特に、テンソルに対する新たな分解計算モデルの開発、 確率関係データベースに対するクエリ検索エンジンの開発、を行う。さらに、その実用化に向けて、質問文をクエリ化するパーザの開発、を並行し、最終年度には、自然言語による知識グラフ検索システムの試験的な運用にも着手する。

Outline of Final Research Achievements

Access to internet information is essential in modern society. This research focuses on establishing methodologies for fast and flexible access to accumulated data as knowledge. In the first year, a method was established for rapid retrieval of registered examples from a knowledge database by representing fact examples in a binary vector space and using bit operations based on Hamming distance for fast information retrieval. However, from the second year onwards, with the advent of ChatGPT, the landscape of the field changed dramatically, prompting a reconsideration of databases and search methods. We explored how to handle searches for knowledge sources, including multimedia data like images and music, using large-scale language models that underpin GPT.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

知識データベースは法令、娯楽、化学など世の中の多様な知識を集積しており、その情報へのアクセスは現代社会において必要不可欠な要素となっている。また、ChatGPTのようなツールの基盤となっている大規模言語モデルは情報へのアクセスのあり方を大きく変えるほどの影響力を持っている。そのような言語知識源を活用して、画像、マンガ、音楽などのさまざまな知識源への効果的で新しいアクセス方法を実現しようという試みは社会的意義も大きいと考えている。学術的な意義としては、このような研究の過程において、構築したデータを公開情報として残しており、本研究プロジェクトの後にも引き継いで利用することができることにある。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] the university of massachusetts amherst(米国)

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  • [Journal Article] Binarized Embeddings for Fast, Space-Efficient Knowledge Graph Completion2021

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi、Koki Kishimoto、Masashi Shimbo
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering

      Volume: -- Pages: 1-13

    • DOI

      10.1109/tkde.2021.3075070

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] WPUA-search: A method to discover Wikipedia Unusual Articles2023

    • Author(s)
      Tomoki Tada, Katsuhiko Hayashi, Hidetaka Kamigaito, Yuya Taguchi
    • Organizer
      Wiki Workshop 2023
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Table and Image Generation for Investigating Knowledge of Entities in Pretrained Vision and Language Models2023

    • Author(s)
      Hidetaka Kamigaito, Katsuhiko Hayashi, Taro Watanabe
    • Organizer
      The 61st Annual Meeting of the Association for Computational Linguistics
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  • [Presentation] Model-based Subsampling for Knowledge Graph Completion2023

    • Author(s)
      Xincan Feng, Hidetaka Kamigaito, Katsuhiko Hayashi, Taro Watanabe
    • Organizer
      The 13th International Joint Conference on Natural Language Processing and the 3rd Conference of the Asia-Pacific Chapter of the Association for Computational Linguistics
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      西田拳, 林克彦, 町光二郎, 上垣外英剛
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      大西雄真, 林克彦
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      齊藤成輝, 林和樹, 井手佑翼, 坂井優介, 鈴木刀磨, 郷原聖士, 大西雄真, 上垣外英剛, 林克彦, 渡辺太郎
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      林和樹, 坂井優介, 上垣外英剛, 林克彦, 渡辺太郎
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      言語処理学会 第30回年次大会
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    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
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      飯塚柚稀、林克彦、永野清仁、宮尾祐介
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      言語処理学会第29回年次大会
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      上垣外英剛、林克彦、渡辺太郎
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      言語処理学会第29回年次大会
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  • [Presentation] 知識グラフ補完のためのモデル予測に基づくサブサンプリング2023

    • Author(s)
      Xincan Feng、上垣外英剛、林克彦、渡辺太郎
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      言語処理学会第29回年次大会
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      吉永瑛哉、林克彦、鷲尾 光樹、上垣外 英剛、新保 仁
    • Organizer
      情報処理学会第67回エンターテイメントコンピューティング研究会
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  • [Presentation] マンガの読み順評価データセットの開発2023

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      上原瑞歩、倉石怜実、林克彦、鷲尾光樹、上垣外英剛
    • Organizer
      情報処理学会第67回エンターテイメントコンピューティング研究会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Rethinking correlation-based item-item similarity for recommender systems2022

    • Author(s)
      Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      Proceedings of the 45th International ACM SIGIR Conference on Research and Development in Information Retrieval
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Comprehensive analysis of negative sampling in knowledge graph representation learning2022

    • Author(s)
      Hidetaka Kamigaito、Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      Proceedings of the 39th International Conference on Machine Learning
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      2022 Annual Research Report
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  • [Presentation] Wikipedia編集者情報を用いた協調フィルタリングによるエンティティ類似度推定2022

    • Author(s)
      竹内皓紀、林克彦
    • Organizer
      第18回Webインテリジェンスとインタラクション研究会
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  • [Presentation] 知識グラフ埋め込みにおける負例サンプリング損失の分析2022

    • Author(s)
      上垣外英剛, 林克彦
    • Organizer
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    • Author(s)
      Hidetaka Kamigaito, Katsuhiko Hayashi
    • Organizer
      In Proceedings of the 59th Annual Meeting of the Association for Computational Linguistics and the 11th International Joint Conference on Natural Language Processing (Volume 1: Long Papers)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 漫画の読み順データセット公開に向けた調査2021

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      上原瑞歩, 鷲尾光樹, 林克彦, 上垣外英剛, 木曽鉄男, 小田悠介
    • Organizer
      第6回コミック工学研究会
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      2021 Annual Research Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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