Inferência relacional temporal com redes neurais

Resumo

O estudo de relações entre objetos e suas propriedades é comum em várias áreas da ciência.Estudos em distúrbios no desenvolvimento psicológico, análise de expressão gênica e propagação de rumores em redes sociais são alguns dos vários exemplos onde a análise de dados de grafos são fundamentais para compreender os fenômenos em questão.Entretanto, considerando o número de conexões e entidades envolvidos na maioria destes fenômenos, extrair manualmente essas informações e realizar inferência sobre elas se tornam tarefas desafiadoras.Recentemente, redes neurais artificiais têm sido uma peça central de vários métodos de aprendizado de máquina, desenvolvidas justamente para lidar com grandes volumes de dados.Em particular, há um crescente interesse em aplicar redes neurais em domínios de grafos.Um fator importante, porém, não é abordado por estes: a maioria dos grandes grafos do mundo real evoluem com o tempo.Neste projeto, nossos objetivos contemplam a identificação de fenômenos relevantes que podem ser representados como grafos dinâmicos e, por sua vez, projetar arquiteturas de redes neurais que possam ser utilizadas para resolver problemas envolvendo tais fenômenos.Adotamos uma metodologia de três etapas para isso.Primeiro, estabeleceremos uma base de comparações entre os métodos existentes para domínios de grafos, visto que a maioria destes não foram comparados entre si anteriormente.Aproveitamos esta etapa para destacar quais destes têm, potencialmente, flexibilidade para serem trazidos aos domínios de grafos dinâmicos.Na segunda etapa, ampliaremos a base de comparações para domínios de grafos dinâmicos.Já na terceira etapa, focamos em domínios tangíveis de aprendizado.Por exemplo, esperamos aplicar os métodos desenvolvidos para a análise de partidas de futebol.A motivação para isso é podermos trazer tarefas de aprendizado em grafos dinâmicos para este domínio representando jogadores como nós (entidades) e suas interações como arestas (relacionamentos).Como o esporte é um complexo sistema de interações, esperamos que esta modelagem traga novos problemas desafiadores.Como resultado deste projeto, esperamos redes neurais capazes de aprender em domínios de grafos dinâmicos.Isto trará contribuições não apenas para a área de aprendizado de máquina, mas também outras áreas da ciência onde podemos representar um fenômeno com grafos dinâmicos. (AU)