In recent years, the rapid development of foundation models and graph pre-training technologies has spurred increasing interest in constructing a universal pre-trained graph model or Graph Foundation Model (GFM). However, a significant challenge is that existing models are unable to address feature heterogeneity in graph data without textual information, which hinders the transferability of graph models across different datasets. To bridge this gap, we propose the concept of learnable graph patches, which we regard as the smallest semantic units of any graph data. We decompose the graph into learnable graph patches by unfolding the node features and constructing corresponding patch structures separately. We then design a framework that mines transferable information from graph data across domains. Specifically, after extracting graph patches, we propose a patch encoder to extract knowledge from each unit and a patch aggregator to learn how the units are combined into a whole. Due to its domain-agnostic nature, the model can be applied to downstream data across different domains. Furthermore, we analyze the connection between our method and existing graph models, as well as the transferability of the node embeddings it generates. Empirically, our method not only achieves the capability to use multi-domain graphs for pre-training, but also shows enhanced performance across various downstream datasets and tasks. Moreover, we observe consistent improvement in downstream performance as the volume of pre-training data increases.


翻译:近年来,基础模型与图预训练技术的快速发展,激发了学术界对构建通用预训练图模型(即图基础模型,GFM)的浓厚兴趣。然而,现有模型无法处理不含文本信息的图数据中的特征异质性,这严重制约了图模型在不同数据集间的可迁移性。为填补这一空白,我们提出可学习图块的概念,将其视为任意图数据的最小语义单元。通过展开节点特征并分别构建对应图块结构,我们将图分解为可学习图块,进而设计出能跨域挖掘图数据可迁移信息的框架。具体而言,在提取图块后,我们提出补丁编码器提取每个单元的知识,以及补丁聚合器学习各单元如何整合为整体。由于该框架具有领域无关性,因此可应用于跨不同领域的下游数据。此外,我们分析了本方法与现有图模型之间的关联,以及所生成节点嵌入的可迁移性。实验证明,本方法不仅实现了多领域图数据进行预训练的能力,还在多种下游数据集与任务中展现出更优性能。值得注意的是,随着预训练数据量的增加,下游任务性能呈现持续提升趋势。

0
下载
关闭预览

相关内容

异质图学习手册: 基准,模型,理论分析,应用和挑战
专知会员服务
31+阅读 · 2024年7月18日
异质图学习:进展和未来
专知会员服务
48+阅读 · 2024年1月19日
华为分享 异质图表示学习(异质图神经网络)
图与推荐
14+阅读 · 2020年9月10日
Github热门图深度学习(GraphDL)源码与框架
新智元
21+阅读 · 2019年3月19日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
从采集到决策:美军视角下的战术情报范式重构
专知会员服务
4+阅读 · 今天2:42
《履带式无人地面战车技术发展现状》
专知会员服务
2+阅读 · 今天1:46
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
2+阅读 · 8月1日
美空军如何将人工智能从战场部署至后方机关
专知会员服务
11+阅读 · 7月31日
《史诗怒火行动:多域前瞻评估》49页报告
专知会员服务
8+阅读 · 7月31日
《英国防部:未来空战系统数字化战略》33页
专知会员服务
5+阅读 · 7月31日
《面向自主飞行网络的智能体人工智能架构》
专知会员服务
8+阅读 · 7月31日
相关基金
国家自然科学基金
9+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员