Bridges between graph neural networks (GNNs) and logical formalisms have been established by fixing architectural choices, such as the types of aggregation, combination, and activation functions. These choices define restricted classes of GNNs for which tight correspondences with logical formalisms can be obtained, by showing that logical formulae can be translated into equivalent GNNs and, conversely, that GNNs can be translated into equivalent formulae. In this paper we take a semantic perspective by establishing the logical expressiveness of classes of GNN classifiers that are preserved under structural properties: embeddings (extensions), injective homomorphisms, and homomorphisms. We show that, for each such property, there exists a fragment of graded modal logic characterising the class of GNNs. In particular, preservation under embeddings, injective homomorphisms, and homomorphisms corresponds to existential graded modal logic, its existential-positive fragment, and existential-positive modal logic, respectively. These results characterise the expressiveness of broad classes of GNNs independently of specific architectural choices, but we also show that each of these classes admits a GNN architecture of the same expressiveness. Technically, our approach uses a new well-quasi-order result for trees of bounded height, yielding finite representations of unravelling-invariant classes.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《Advances in Graph Neural Networks》第1~2章读书笔记
专知会员服务
42+阅读 · 2022年11月18日
【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
[WWW2021]图结构估计神经网络
专知会员服务
43+阅读 · 2021年3月29日
“推荐系统”加上“图神经网络”
机器学习与推荐算法
12+阅读 · 2020年3月23日
Graph Neural Networks 综述
计算机视觉life
30+阅读 · 2019年8月13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
图嵌入(Graph embedding)综述
人工智能前沿讲习班
449+阅读 · 2019年4月30日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
16+阅读 · 2022年11月1日
Arxiv
20+阅读 · 2019年11月23日
Arxiv
26+阅读 · 2018年2月27日
VIP会员
相关主题
最新内容
现代电磁战:集成式系统簇时代如何实现频谱优势
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:47
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
9+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
9+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
9+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
9+阅读 · 10月12日
相关VIP内容
《Advances in Graph Neural Networks》第1~2章读书笔记
专知会员服务
42+阅读 · 2022年11月18日
【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
[WWW2021]图结构估计神经网络
专知会员服务
43+阅读 · 2021年3月29日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员