Transformer models have recently gained popularity in graph representation learning as they have the potential to learn complex relationships beyond the ones captured by regular graph neural networks. The main research question is how to inject the structural bias of graphs into the transformer architecture, and several proposals have been made for undirected molecular graphs and, recently, also for larger network graphs. In this paper, we study transformers over directed acyclic graphs (DAGs) and propose architecture adaptations tailored to DAGs: (1) An attention mechanism that is more efficient than the regular quadratic complexity of transformers and at the same time faithfully captures the DAG structure, and (2) a positional encoding of the DAG's partial order, complementing the former. We rigorously evaluate our framework in ablation studies and show that it is effective in improving different kinds of baseline transformers over various types of data, in experiments ranging from classifying source code graphs to nodes in self-citation networks. In particular, our proposal makes (graph) transformers competitive to or outperform graph neural networks tailored to DAGs.


翻译:Transformer模型近年来在图表示学习中受到广泛关注,因其具有学习超越常规图神经网络所捕获复杂关系的潜力。核心研究问题在于如何将图的结构偏置注入Transformer架构,目前已有多个针对无向分子图的方案提出,最近也出现了面向大规模网络图的方案。本文研究基于有向无环图(DAG)的Transformer模型,并提出针对DAG的自适应架构改进:(1)一种比常规Transformer二次复杂度更高效、同时能精确捕获DAG结构的注意力机制;(2)一种对DAG偏序关系的位置编码方法,作为前者的补充。我们通过消融实验严格评估了所提框架,并在从源代码图分类到自引网络节点分类等多样化数据实验中证明,该方法能有效改进各类基线Transformer模型。特别地,我们的方案使得(图)Transformer在与专为DAG设计的图神经网络竞争中具有优势,甚至能超越后者。

0
下载
关闭预览

相关内容

【NUS-Xavier教授】注意力神经网络,79页ppt
专知会员服务
66+阅读 · 2021年11月25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
最新《Transformers模型》教程,64页ppt
专知会员服务
326+阅读 · 2020年11月26日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
106+阅读 · 2019年10月9日
一文带你浏览Graph Transformers
极市平台
1+阅读 · 2022年7月12日
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2022年11月21日
Arxiv
38+阅读 · 2020年12月2日
Arxiv
24+阅读 · 2018年10月24日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月1日
VIP会员
最新内容
印度精确打击与指挥架构的断层
专知会员服务
4+阅读 · 7月20日
美空军AI完成F-16战斗机自主空战历史性试飞
专知会员服务
5+阅读 · 7月20日
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
7+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
8+阅读 · 7月19日
相关VIP内容
【NUS-Xavier教授】注意力神经网络,79页ppt
专知会员服务
66+阅读 · 2021年11月25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
最新《Transformers模型》教程,64页ppt
专知会员服务
326+阅读 · 2020年11月26日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
106+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
一文带你浏览Graph Transformers
极市平台
1+阅读 · 2022年7月12日
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员