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圖神經網絡(GNN)已經在許多具有挑戰性的應用中展示了優越的性能，包括小樣本學習任務。盡管GNN具有強大的從少量樣本中學習和歸納的能力，但隨著模型的深入，GNN通常會出現嚴重的過擬合和過平滑問題，這限制了模型的可擴展性。在這項工作中，我們提出了一個新的注意力GNN來解決這些挑戰，通過合并三重注意機制，即節點自我注意，鄰居注意和層記憶注意力。我們通過理論分析和實例說明了所提出的注意模塊可以改善小樣本學習的GNN的原因。廣泛的實驗表明，在mini-ImageNet 和Tiered-ImageNet數據集上，通過誘導和直推設置，提出的注意力GNN在小樣本學習方面優于基于最先進的GNN方法。

題目:

Interpretable and Efficient Heterogeneous Graph Convolutional Network

摘要:

圖卷積網絡(GCN)在學習圖中節點的有效任務特定表示方面取得了非凡的成功。然而，對于異構信息網絡(HIN)，存在面向hin的GCN方法仍然存在兩個不足:(1)不能靈活地探索所有可能的元路徑，并提取出對目標對象最有用的元路徑，這既影響了有效性，也影響了可解釋性; (2)經常需要生成中間的元路徑密集圖，計算復雜度高。為了解決上述問題，我們提出一種可解釋且高效的異構圖卷積網絡(ei-HGCN)來學習HINs中對象的表示。它被設計為一個層次聚合架構。，首先是對象級聚合，然后是類型級聚合。該結構能夠在一定長度范圍內從所有可能的元路徑中為每個對象自動提取出有用的元路徑，具有良好的模型可解釋性。避免了中間HIN轉換和鄰域關注，降低了計算量。在評估所有可能元路徑的有用性、它與HINs上的譜圖卷積的聯系以及它的準線性時間復雜度方面，我們提供了關于ei-HGCN的理論分析。在三個真實網絡數據集上的大量實驗證明了ei-HGCN比現有方法的優越性。

題目： Hyperbolic Heterogeneous Information Network Embedding

摘要： 異構信息網絡嵌入(Heterogeneous information network, HIN)以將其投射到低維空間為目標，已經引起了相當多的研究關注。現有的HIN嵌入方法主要是在歐幾里得空間中保留內部網絡結構和語義相關性。然而，一個基本的問題是歐幾里得空間是否是HIN的合適的或內在的等距空間?。近年來的研究認為，復雜網絡的底層可能具有雙曲幾何，因為底層的雙曲幾何可以自然地反映復雜網絡的一些特性，如層次結構和冪律結構。在本文中，我們首次嘗試將HIN嵌入到雙曲空間中。我們分析了兩個實際HIN的結構，發現HIN中也存在冪律分布等性質。為此，我們提出了一種新的雙曲異構信息網絡嵌入模型。具體地說，為了捕獲節點之間的結構和語義關系，我們采用元路徑引導隨機游走對每個節點的序列進行采樣。然后利用雙曲空間中的距離作為近似度量。雙曲距離能滿足三角不等式，并能很好地保持HIN中的傳遞性。我們的模型使節點及其鄰域具有小的雙曲線距離。進一步推導出有效的優化策略，迭代更新雙曲嵌入。實驗結果表明，該模型不僅在網絡重構和鏈路預測任務上具有優越的性能，而且在HIN中通過可視化顯示了捕獲層次結構的能力。

題目： Contextualized Graph Attention Network for Recommendation with Item Knowledge Graph

摘要： 近年來，圖神經網絡(GNN)被應用于知識圖譜(KG)的開發。現有的基于GNN的方法在KG中對實體與其本地圖上下文之間的依賴關系進行了建模。，但可能無法有效地捕獲其非局部圖上下文(例如，它的一階鄰居的集合)，最相關的高階鄰居集)。在本文中，我們提出了一個新的推薦框架——上下文化的圖注意網絡(CGAT)，它可以顯式地利用KG中實體的局部和非局部圖上下文信息。特別地，CGAT通過用戶特定的圖形注意機制捕獲本地上下文信息，考慮用戶對實體的個性化偏好。此外，CGAT采用了一個有偏隨機游走采樣過程來提取一個實體的非局部上下文，并利用遞歸神經網絡(RNN)來建模實體與其非局部上下文實體之間的依賴關系。為了捕捉用戶對物品的個性化偏好，本文還建立了物品特定注意機制，以模擬目標物品與從用戶歷史行為中提取的上下文物品之間的依賴關系。在真實數據集上的實驗結果驗證了CGAT的有效性，并與最新的基于KG的推薦方法進行了比較。

題目： Hyperbolic Graph Attention Network

摘要： 圖神經網絡(GNN)在圖處理方面表現出了優越的性能，近年來引起了人們的廣泛關注。然而，大多數現有的GNN模型主要是為歐幾里得空間中的圖設計的。最近的研究已經證明，圖數據顯示非歐幾里得潛在的解剖學。不幸的是，到目前為止，很少有研究GNN在非歐幾里得的設置。為了彌補這一缺陷，本文首次對雙曲空間中具有注意機制的GNN進行了研究。雙曲GNN的研究有一些獨特的挑戰:由于雙曲空間不是向量空間，不能進行向量操作(如向量的加法、減法和標量乘法)。為了解決這個問題，我們使用回旋向量空間，它提供了一個優雅的代數形式的雙曲幾何，以轉換圖的特征;在此基礎上，我們提出了基于雙曲接近的注意力聚合機制。此外，由于雙曲空間中的數學運算比歐幾里得空間中的更為復雜，我們進一步設計了一種新的利用對數和指數映射的加速策略來提高模型的效率。通過與其他最先進的基線方法的比較，發現在四個真實數據集上的綜合實驗結果證明了我們提出的雙曲圖注意力網絡模型的性能。

論文題目： MAGNN: Metapath Aggregated Graph Neural Network for Heterogeneous Graph Embedding

摘要： 大量真實世界的圖或網絡本質上是異構的，涉及節點類型和關系類型的多樣性。異構圖嵌入是將異構圖的豐富結構和語義信息嵌入到低維節點表示中。現有的模型通常在異構圖中定義多個元數據來捕獲復合關系并指導鄰居選擇。但是，這些模型要么忽略節點內容特性，要么沿著元路徑丟棄中間節點，要么只考慮一個元路徑。為了解決這三個局限性，我們提出了一種新的集合圖神經網絡模型來提高最終性能。具體來說，MAGNN使用了三個主要組件，即，節點內容轉換封裝輸入節點屬性，元內聚合合并中間語義節點，元間聚合合并來自多個元的消息。在三個真實世界的異構圖數據集上進行了大量的節點分類、節點聚類和鏈路預測實驗，結果表明MAGNN的預測結果比最先進的基線更準確。