Majority of the existing graph neural networks (GNN) learn node embeddings that encode their local neighborhoods but not their positions. Consequently, two nodes that are vastly distant but located in similar local neighborhoods map to similar embeddings in those networks. This limitation prevents accurate performance in predictive tasks that rely on position information. In this paper, we develop GraphReach, a position-aware inductive GNN that captures the global positions of nodes through reachability estimations with respect to a set of anchor nodes. The anchors are strategically selected so that reachability estimations across all the nodes are maximized. We show that this combinatorial anchor selection problem is NP-hard and, consequently, develop a greedy (1-1/e) approximation heuristic. Empirical evaluation against state-of-the-art GNN architectures reveal that GraphReach provides up to 40% relative improvement in accuracy. In addition, it is more robust to adversarial attacks.


翻译:现有图形神经网络( GNN) 的多数学习将本地社区编码为编码而非位置的节点嵌入。 因此, 有两个非常遥远的节点, 但却位于相似的本地社区地图上, 与这些网络的嵌入相类似。 这一限制阻止了依赖位置信息的预测性任务的准确性。 在本文中, 我们开发了GapReach, 这是一种能感应的GNN, 通过一组锁定节点的可达性估计, 捕捉到节点的全球位置。 锚是战略性选择的, 以便最大限度地扩大所有节点的可达性估计。 我们显示, 组合锚选择问题是NP硬的, 因而形成了贪婪( 1 / / e) 近似性高温。 对最新工艺的 GNNN 架构的实证性评估显示, GapReach 提供了高达40% 相对准确性的改善。 此外, 对抗性攻击更有力。

0
下载
关闭预览

相关内容

【图神经网络导论】Intro to Graph Neural Networks,176页ppt
专知会员服务
129+阅读 · 2021年6月4日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
254+阅读 · 2020年4月19日
2020图机器学习GNN的四大研究趋势,21篇论文下载
专知会员服务
136+阅读 · 2020年2月10日
【论文笔记】通俗理解少样本文本分类 (Few-Shot Text Classification) (1)
深度学习自然语言处理
7+阅读 · 2020年4月8日
内涵网络嵌入:Content-rich Network Embedding
我爱读PAMI
4+阅读 · 2019年11月5日
Graph Neural Network(GNN)最全资源整理分享
深度学习与NLP
339+阅读 · 2019年7月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
【跟踪Tracking】15篇论文+代码 | 中秋快乐~
专知
18+阅读 · 2018年9月24日
【NIPS2018】接收论文列表
专知
5+阅读 · 2018年9月10日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
Pointer Graph Networks
Arxiv
7+阅读 · 2020年6月11日
Geometric Graph Convolutional Neural Networks
Arxiv
10+阅读 · 2019年9月11日
Position-aware Graph Neural Networks
Arxiv
15+阅读 · 2019年6月11日
VIP会员
最新内容
深入Project Maven:为何人工智能在战场上依然失灵
锻造未来士兵:外骨骼、基因工程与赛博格
专知会员服务
6+阅读 · 7月19日
《无人机蜂群通信技术研究》50页
专知会员服务
7+阅读 · 7月19日
战力倍增器:自主武器系统与乌克兰及加沙冲突
人工智能赋能战场情报:提速决策进程
专知会员服务
5+阅读 · 7月17日
《拥抱新兴技术:面向未来军官的教育革新》
专知会员服务
8+阅读 · 7月17日
相关资讯
【论文笔记】通俗理解少样本文本分类 (Few-Shot Text Classification) (1)
深度学习自然语言处理
7+阅读 · 2020年4月8日
内涵网络嵌入:Content-rich Network Embedding
我爱读PAMI
4+阅读 · 2019年11月5日
Graph Neural Network(GNN)最全资源整理分享
深度学习与NLP
339+阅读 · 2019年7月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
【跟踪Tracking】15篇论文+代码 | 中秋快乐~
专知
18+阅读 · 2018年9月24日
【NIPS2018】接收论文列表
专知
5+阅读 · 2018年9月10日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员