Enhancing Large Language Models (LLMs) for Telecommunications using Knowledge Graphs and Retrieval-Augmented Generation

投稿日: 2025年4月1日 作成者: jarxiv

要約

大規模な言語モデル（LLM）は、汎用の自然言語処理タスクで大きな進歩を遂げています。
ただし、LLMは、電気通信のようなドメイン固有の領域に適用されると、依然として課題に直面しています。
このペーパーでは、テレコムドメインでのLLMパフォーマンスを強化するために、知識グラフ（kg）と検索の高等生成（RAG）技術を組み合わせた新しいフレームワークを紹介します。
フレームワークはKGを活用して、ネットワークプロトコル、標準、およびその他の通信関連エンティティに関する構造化されたドメイン固有の情報をキャプチャし、その関係を包括的に表現しています。
KGをRAGと統合することにより、LLMSは応答生成中に最も関連性の高い最新の知識に動的にアクセスして利用できます。
このハイブリッドアプローチは、構造化された知識表現とLLMの生成能力との間のギャップを橋渡しし、精度、適応性、およびドメイン固有の理解を大幅に向上させます。
私たちの結果は、複雑な技術的クエリに正確に対処する際のKG-RAGフレームワークの有効性を示しています。
提案されているKG-RAGモデルは、頻繁に使用される通信テレコム固有のデータセットのタスクに回答する質問に対して88％の精度を達成しましたが、LAGのみで82％、LLMのみのアプローチでは48％でした。

要約(オリジナル)

Large language models (LLMs) have made significant progress in general-purpose natural language processing tasks. However, LLMs are still facing challenges when applied to domain-specific areas like telecommunications, which demands specialized expertise and adaptability to evolving standards. This paper presents a novel framework that combines knowledge graph (KG) and retrieval-augmented generation (RAG) techniques to enhance LLM performance in the telecom domain. The framework leverages a KG to capture structured, domain-specific information about network protocols, standards, and other telecom-related entities, comprehensively representing their relationships. By integrating KG with RAG, LLMs can dynamically access and utilize the most relevant and up-to-date knowledge during response generation. This hybrid approach bridges the gap between structured knowledge representation and the generative capabilities of LLMs, significantly enhancing accuracy, adaptability, and domain-specific comprehension. Our results demonstrate the effectiveness of the KG-RAG framework in addressing complex technical queries with precision. The proposed KG-RAG model attained an accuracy of 88% for question answering tasks on a frequently used telecom-specific dataset, compared to 82% for the RAG-only and 48% for the LLM-only approaches.

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著者 Dun Yuan,Hao Zhou,Di Wu,Xue Liu,Hao Chen,Yan Xin,Jianzhong,Zhang
発行日 2025-03-31 15:58:08+00:00
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MaintainCoder: Maintainable Code Generation Under Dynamic Requirements

投稿日: 2025年4月1日 作成者: jarxiv

要約

最新のコード生成は、機能的正しさと実行効率に大きな進歩を遂げました。
ただし、これらのシステムは、多くの場合、実際のソフトウェア開発である保守性の重要な側面を見落としています。
動的要件を最小限に抑えて処理するために、メンテナンスを先駆的なソリューションとして提案します。
ウォーターフォールモデル、設計パターン、およびマルチエージェントコラボレーションを統合して、凝集を体系的に強化し、結合を減らし、適応性を向上させます。
また、要件の変更と維持努力に関する対応する動的メトリックを含むベンチマークであるメンテナンスベンチも紹介します。
実験は、既存のコード生成方法が要件が進化したときに保守性基準を満たすのに苦労していることを示しています。
対照的に、メンテナンスコダーは、より高い正確性、つまりパス@kで保守性メトリックを14〜30％改善します。
私たちの仕事は、維持可能なコード生成の基盤を提供するだけでなく、より総合的なコード品質の研究の必要性を強調しています。
リソース：https：//github.com/iaar-shanghai/maintaincoder。

要約(オリジナル)

Modern code generation has made significant strides in functional correctness and execution efficiency. However, these systems often overlook a critical dimension in real-world software development: maintainability. To handle dynamic requirements with minimal rework, we propose MaintainCoder as a pioneering solution. It integrates Waterfall model, design patterns, and multi-agent collaboration to systematically enhance cohesion, reduce coupling, and improve adaptability. We also introduce MaintainBench, a benchmark comprising requirement changes and corresponding dynamic metrics on maintainance effort. Experiments demonstrate that existing code generation methods struggle to meet maintainability standards when requirements evolve. In contrast, MaintainCoder improves maintainability metrics by 14-30% with even higher correctness, i.e. pass@k. Our work not only provides the foundation of maintainable code generation, but also highlights the need for more holistic code quality research. Resources: https://github.com/IAAR-Shanghai/MaintainCoder.

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著者 Zhengren Wang,Rui Ling,Chufan Wang,Yongan Yu,Zhiyu Li,Feiyu Xiong,Wentao Zhang
発行日 2025-03-31 16:06:47+00:00
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How Does A Text Preprocessing Pipeline Affect Ontology Syntactic Matching?

投稿日: 2025年4月1日 作成者: jarxiv

要約

トークン化、正規化、停止単語の除去、および幹/lemmatationを含む古典的なテキストの前処理パイプラインは、構文オントロジーマッチング（OM）のために多くのシステムで実装されています。
ただし、テキストの前処理に標準化の欠如は、マッピング結果に多様性を生み出します。
このペーパーでは、49個の異なるアライメントを備えた8オントロジーアライメント評価イニシアチブ（OAEI）トラックの構文OMに対するテキスト前処理パイプラインの効果を調査します。
フェーズ1テキストの前処理（トークン化と正規化）は、フェーズ2テキストの前処理（停止単語の削除と幹/板化）よりも効果的であることがわかります。
フェーズ2テキストの前処理によって引き起こされる不要な誤ったマッピングを修復するために、誤ったマッピングを引き起こす一般的な単語を見つけるために事後チェックを使用する新しいコンテキストベースのパイプライン修理アプローチを提案します。
これらの単語は予約済みの単語セットに保存され、テキストの前処理に適用されます。
実験結果は、私たちのアプローチが一致する正確性と全体的なマッチングパフォーマンスを改善することを示しています。
次に、OMの最新の大手言語モデル（LLMS）との古典的なテキストの前処理パイプラインのより広範な統合を検討します。
（1）LLMプロンプトによって生成された不安定な真マッピングの傾向を避けるために、LLMSに呼び出す機能を介してテキスト前処理パイプラインを注入することをお勧めします。
または（2）LLMを使用して、テキストの前処理パイプラインによって生成された存在しない非直感に反する誤ったマッピングを修復します。

要約(オリジナル)

The classic text preprocessing pipeline, comprising Tokenisation, Normalisation, Stop Words Removal, and Stemming/Lemmatisation, has been implemented in many systems for syntactic ontology matching (OM). However, the lack of standardisation in text preprocessing creates diversity in mapping results. In this paper we investigate the effect of the text preprocessing pipeline on syntactic OM in 8 Ontology Alignment Evaluation Initiative (OAEI) tracks with 49 distinct alignments. We find that Phase 1 text preprocessing (Tokenisation and Normalisation) is more effective than Phase 2 text preprocessing (Stop Words Removal and Stemming/Lemmatisation). To repair the unwanted false mappings caused by Phase 2 text preprocessing, we propose a novel context-based pipeline repair approach that employs a post hoc check to find common words that cause false mappings. These words are stored in a reserved word set and applied in text preprocessing. The experimental results show that our approach improves the matching correctness and the overall matching performance. We then consider the broader integration of the classic text preprocessing pipeline with modern large language models (LLMs) for OM. We recommend that (1) the text preprocessing pipeline be injected via function calling into LLMs to avoid the tendency towards unstable true mappings produced by LLM prompting; or (2) LLMs be used to repair non-existent and counter-intuitive false mappings generated by the text preprocessing pipeline.

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著者 Zhangcheng Qiang,Kerry Taylor,Weiqing Wang
発行日 2025-03-31 16:35:00+00:00
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Rec-R1: Bridging Generative Large Language Models and User-Centric Recommendation Systems via Reinforcement Learning

投稿日: 2025年4月1日 作成者: jarxiv

要約

閉ループ最適化を通じて推奨システムを備えた大規模な言語モデル（LLMS）をブリッジする一般的な強化学習フレームワークであるRec-R1を提案します。
プロンプトと監視付きの微調整（SFT）とは異なり、REC-R1は、GPT-4Oなどの独自モデルからの合成SFTデータに依存することなく、固定ブラックボックス推奨モデルからのフィードバックを使用してLLM生成を直接最適化します。
これにより、データの蒸留に必要なかなりのコストと努力が回避されます。
REC-R1の有効性を検証するために、製品検索と順次推奨という2つの代表的なタスクで評価します。
実験結果は、REC-R1が一貫してプロンプトベースの方法とSFTベースの方法を上回るだけでなく、BM25などの単純なレトリバーで使用する場合でも、強力な識別ベースラインよりも大きな利益を達成することを示しています。
さらに、REC-R1は、SFTとは異なり、LLMの汎用機能を保持します。
これらの発見は、壊滅的な忘却なしに継続的なタスク固有の適応の有望な基盤としてRec-R1を示唆しています。

要約(オリジナル)

We propose Rec-R1, a general reinforcement learning framework that bridges large language models (LLMs) with recommendation systems through closed-loop optimization. Unlike prompting and supervised fine-tuning (SFT), Rec-R1 directly optimizes LLM generation using feedback from a fixed black-box recommendation model, without relying on synthetic SFT data from proprietary models such as GPT-4o. This avoids the substantial cost and effort required for data distillation. To verify the effectiveness of Rec-R1, we evaluate it on two representative tasks: product search and sequential recommendation. Experimental results demonstrate that Rec-R1 not only consistently outperforms prompting- and SFT-based methods, but also achieves significant gains over strong discriminative baselines, even when used with simple retrievers such as BM25. Moreover, Rec-R1 preserves the general-purpose capabilities of the LLM, unlike SFT, which often impairs instruction-following and reasoning. These findings suggest Rec-R1 as a promising foundation for continual task-specific adaptation without catastrophic forgetting.

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著者 Jiacheng Lin,Tian Wang,Kun Qian
発行日 2025-03-31 16:36:00+00:00
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Open-Reasoner-Zero: An Open Source Approach to Scaling Up Reinforcement Learning on the Base Model

投稿日: 2025年4月1日 作成者: jarxiv

要約

スケーラビリティ、シンプルさ、アクセシビリティに焦点を当てた大規模な推論指向RLトレーニングの最初のオープンソース実装であるOpen-Reasoner-Zeroを紹介します。
大規模な実験を通じて、KL（$ \ lambda = 1 $、$ \ gamma = 1 $）とKLの正規化なしに、GAE（$ \ lambda = 1 $、$ \ gamma = 1 $）を備えたバニラPPOが、deepseek-r1-zeroで観察されたフェノメノンと同様に、応答長とベンチマークパフォーマンスの両方を拡大するのに十分であることを実証します。
DeepSeek-R1-Zero-Qwen-32Bと同じベースモデルを使用して、実装はAIME2024、Math500、およびGPQAダイヤモンドベンチマークで優れたパフォーマンスを達成しながら、DeepSeek-R1-Zero Pipelineと比較して、トレーニングステップの10分の1しか必要とします。
オープンソースのスピリットでは、さまざまなサイズにわたってソースコード、パラメーター設定、トレーニングデータ、モデルの重みをリリースします。

要約(オリジナル)

We introduce Open-Reasoner-Zero, the first open source implementation of large-scale reasoning-oriented RL training focusing on scalability, simplicity and accessibility. Through extensive experiments, we demonstrate that a minimalist approach, vanilla PPO with GAE ($\lambda=1$, $\gamma=1$) and straightforward rule-based rewards, without any KL regularization, is sufficient to scale up both response length and benchmark performance, similar to the phenomenon observed in DeepSeek-R1-Zero. Using the same base model as DeepSeek-R1-Zero-Qwen-32B, our implementation achieves superior performance on AIME2024, MATH500, and the GPQA Diamond benchmark while demonstrating remarkable efficiency — requiring only a tenth of the training steps, compared to DeepSeek-R1-Zero pipeline. In the spirit of open source, we release our source code, parameter settings, training data, and model weights across various sizes.

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著者 Jingcheng Hu,Yinmin Zhang,Qi Han,Daxin Jiang,Xiangyu Zhang,Heung-Yeung Shum
発行日 2025-03-31 16:36:05+00:00
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Is analogy enough to draw novel adjective-noun inferences?

投稿日: 2025年4月1日 作成者: jarxiv

要約

最近の研究（Ross et al。、2025、2024）は、それぞれ人間とLLMの新しい形容詞名詞の組み合わせに一般化する能力は、それぞれがそれぞれがフレーズの意味を決定し、推論を導き出すための構成メカニズムにアクセスできることを示していると主張しています。
代わりに、これらの推論を、組成を必要とせずに、既知の推論と類似して導き出すことができるかどうかを調べます。
（1）語彙項目に対する類似性を使用して類推のモデルを構築し、（2）類推によって人間の参加者に推論を求めることにより、これを調査します。
この戦略は、Ross et alのデータセットの大部分に適していることがわかりました。
（2025）、人間とLLMの両方が収束的な推論を導き出すが、類推によってうまく処理されていない新しい組み合わせがあります。
したがって、これらの場合に一般化するために人間とLLMが使用するメカニズムは、類推に完全に減らすことができず、おそらく構成を含むと結論付けています。

要約(オリジナル)

Recent work (Ross et al., 2025, 2024) has argued that the ability of humans and LLMs respectively to generalize to novel adjective-noun combinations shows that they each have access to a compositional mechanism to determine the phrase’s meaning and derive inferences. We study whether these inferences can instead be derived by analogy to known inferences, without need for composition. We investigate this by (1) building a model of analogical reasoning using similarity over lexical items, and (2) asking human participants to reason by analogy. While we find that this strategy works well for a large proportion of the dataset of Ross et al. (2025), there are novel combinations for which both humans and LLMs derive convergent inferences but which are not well handled by analogy. We thus conclude that the mechanism humans and LLMs use to generalize in these cases cannot be fully reduced to analogy, and likely involves composition.

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著者 Hayley Ross,Kathryn Davidson,Najoung Kim
発行日 2025-03-31 16:41:16+00:00
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Query and Conquer: Execution-Guided SQL Generation

投稿日: 2025年4月1日 作成者: jarxiv

要約

テキスト間タスクの精度を大幅に改善する複雑な出力を生成するための新しいアプローチを提案します。
私たちのメソッドは、実行結果を活用して、複数の候補から最も意味的に一貫したクエリを選択し、小規模で費用対効果の高いモデルがO1、O3-MINI、DeepSeek R1などの計算集中的な推論方法を上回り、推論コストを30回削減できるようにします。
既存のモデルと簡単に統合し、最先端のSQL生成に実用的でスケーラブルな経路を提供します。

要約(オリジナル)

We propose a novel approach for generating complex outputs that significantly improves accuracy in text-to-SQL tasks. Our method leverages execution results to select the most semantically consistent query from multiple candidates, enabling smaller, cost-effective models to surpass computationally intensive reasoning methods such as o1, o3-mini, and DeepSeek R1 while reducing inference cost by as much as 30 times. It integrates effortlessly with existing models, offering a practical and scalable pathway to state-of-the-art SQL generation.

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著者 Łukasz Borchmann,Marek Wydmuch
発行日 2025-03-31 17:43:36+00:00
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AI in radiological imaging of soft-tissue and bone tumours: a systematic review evaluating against CLAIM and FUTURE-AI guidelines

投稿日: 2025年4月1日 作成者: jarxiv

要約

軟部組織および骨腫瘍（STBT）はまれで、臨床行動と治療アプローチがさまざまな診断的に挑戦的な病変です。
この系統的レビューは、これらの腫瘍の診断と予後のための放射線イメージングを使用した人工知能（AI）メソッドの概要を提供し、臨床翻訳における課題を強調し、医療イメージングのAIのチェックリストとの研究の整合と、臨床翻訳の信頼できるAI翻訳を展開するための信頼できるAIのための将来の国際的なコンセンサスガイドラインとの調整を評価します。
このレビューでは、17/07/2024以前に公開された論文を含む、いくつかの書誌データベースの文献を取り上げました。
診断または予測の一次STBTを診断または予測するための放射線科ベースのAIに焦点を当てた査読付きジャーナルのオリジナル研究が含まれていました。
除外基準は、動物、死体、または実験室の研究、および英語以外の論文でした。
要約は、適格性のために3人の独立したレビュアーのうち2人によって上映されました。
適格な論文は、3人の独立したレビュアーの1人によってガイドラインに対して評価されました。
検索では、15,015の要約が特定され、そこから325の記事が評価されました。
ほとんどの研究は、53のうち28.9 $ 7.5のスコア28.9 $ 7.5のスコアを平均して請求して適度に実行されましたが、将来の場合は不十分であり、STBTのイメージング-AIツールの平均5.1 $ 2.1の$ 2.1を概念実証段階に残り、改善のための重要なスペースを示しています。
AI開発者による将来の取り組みは、設計（例えば、満たされていない臨床的ニーズ、意図された臨床環境、およびAIが臨床ワークフローに統合される方法を定義する）、開発（例：以前の研究の構築、説明、例えば、バイアスの評価と対処、AIの評価、ベストプラクティスに対する評価、およびデータの再現性と利用可能性（データとデータの利用可能性）をデータの作成）に焦点を当てる必要があります。
これらの推奨に従うことで、AIメソッドの臨床翻訳が改善される可能性があります。

要約(オリジナル)

Soft-tissue and bone tumours (STBT) are rare, diagnostically challenging lesions with variable clinical behaviours and treatment approaches. This systematic review provides an overview of Artificial Intelligence (AI) methods using radiological imaging for diagnosis and prognosis of these tumours, highlighting challenges in clinical translation, and evaluating study alignment with the Checklist for AI in Medical Imaging (CLAIM) and the FUTURE-AI international consensus guidelines for trustworthy and deployable AI to promote the clinical translation of AI methods. The review covered literature from several bibliographic databases, including papers published before 17/07/2024. Original research in peer-reviewed journals focused on radiology-based AI for diagnosing or prognosing primary STBT was included. Exclusion criteria were animal, cadaveric, or laboratory studies, and non-English papers. Abstracts were screened by two of three independent reviewers for eligibility. Eligible papers were assessed against guidelines by one of three independent reviewers. The search identified 15,015 abstracts, from which 325 articles were included for evaluation. Most studies performed moderately on CLAIM, averaging a score of 28.9$\pm$7.5 out of 53, but poorly on FUTURE-AI, averaging 5.1$\pm$2.1 out of 30. Imaging-AI tools for STBT remain at the proof-of-concept stage, indicating significant room for improvement. Future efforts by AI developers should focus on design (e.g. define unmet clinical need, intended clinical setting and how AI would be integrated in clinical workflow), development (e.g. build on previous work, explainability), evaluation (e.g. evaluating and addressing biases, evaluating AI against best practices), and data reproducibility and availability (making documented code and data publicly available). Following these recommendations could improve clinical translation of AI methods.

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著者 Douwe J. Spaanderman,Matthew Marzetti,Xinyi Wan,Andrew F. Scarsbrook,Philip Robinson,Edwin H. G. Oei,Jacob J. Visser,Robert Hemke,Kirsten van Langevelde,David F. Hanff,Geert J. L. H. van Leenders,Cornelis Verhoef,Dirk J. Gruühagen,Wiro J. Niessen,Stefan Klein,Martijn P. A. Starmans
発行日 2025-03-31 13:58:36+00:00
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Grounding Agent Reasoning in Image Schemas: A Neurosymbolic Approach to Embodied Cognition

投稿日: 2025年4月1日 作成者: jarxiv

要約

具体化されたAIの進歩にもかかわらず、エージェントの推論システムは、人間が自然に環境を理解し、相互作用するために自然に使用する基本的な概念構造を捉えるのに苦労しています。
これに対処するために、イメージスキーマの正式な特性評価を活用することにより、ブリッジが具体化される新しいフレームワークを提案します。これは、人間の認知を構造化する感覚運動体験の繰り返しパターンとして定義されます。
LLMSをカスタマイズして、これらの感覚運動パターンに基づいて自然言語の説明を正式な表現に変換することにより、基本的な概念構造におけるエージェントの理解を根拠とする神経協力系を作成することができます。
このようなアプローチは、効率と解釈の両方を向上させ、共有された具体化された理解を通じて、より直感的な人間エージェント相互作用を可能にすると主張します。

要約(オリジナル)

Despite advances in embodied AI, agent reasoning systems still struggle to capture the fundamental conceptual structures that humans naturally use to understand and interact with their environment. To address this, we propose a novel framework that bridges embodied cognition theory and agent systems by leveraging a formal characterization of image schemas, which are defined as recurring patterns of sensorimotor experience that structure human cognition. By customizing LLMs to translate natural language descriptions into formal representations based on these sensorimotor patterns, we will be able to create a neurosymbolic system that grounds the agent’s understanding in fundamental conceptual structures. We argue that such an approach enhances both efficiency and interpretability while enabling more intuitive human-agent interactions through shared embodied understanding.

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著者 François Olivier,Zied Bouraoui
発行日 2025-03-31 14:01:39+00:00
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Graph Neural Network-Based Predictive Modeling for Robotic Plaster Printing

投稿日: 2025年4月1日 作成者: jarxiv

要約

この作業は、粒子ベースの製造プロセスから得られる表面を予測するために、グラフニューラルネットワーク（GNN）モデリングアプローチを提案します。
後者は、壁にあるセメント質の石膏のスプレーベースの印刷で構成され、ロボットアームを使用して促進されます。
予測は、位置、速度、方向、印刷プロセスパラメーターなどのロボットアーム軌道機能を使用して計算されます。
壁ドメインとエンドエフェクターの粒子表現に基づいた提案されたアプローチは、グラフベースのソリューションの採用を可能にします。
GNNモデルは、エンコーダプロセッサデコーダーアーキテクチャで構成され、臨床検査からのデータを使用してトレーニングされ、ハイパーパラメーターはベイジアンスキームによって最適化されます。
このモデルの目的は、印刷プロセスのシミュレーターとして機能し、最終的にロボットアームの軌跡の生成と印刷パラメーターの最適化に使用されることです。
提案されたモデルのパフォーマンスは、目に見えないグラウンドトゥルースデータに対する予測エラーの観点から評価されます。これは、既存のベンチマークモデルのパフォーマンスと比較して、さまざまなシナリオでの一般性を示しています。
結果は、ベンチマークモデルよりも大幅な改善を示しており、特にパフォーマンスが向上し、予測ステップ全体のエラースケーリングが強化されています。

要約(オリジナル)

This work proposes a Graph Neural Network (GNN) modeling approach to predict the resulting surface from a particle based fabrication process. The latter consists of spray-based printing of cementitious plaster on a wall and is facilitated with the use of a robotic arm. The predictions are computed using the robotic arm trajectory features, such as position, velocity and direction, as well as the printing process parameters. The proposed approach, based on a particle representation of the wall domain and the end effector, allows for the adoption of a graph-based solution. The GNN model consists of an encoder-processor-decoder architecture and is trained using data from laboratory tests, while the hyperparameters are optimized by means of a Bayesian scheme. The aim of this model is to act as a simulator of the printing process, and ultimately used for the generation of the robotic arm trajectory and the optimization of the printing parameters, towards the materialization of an autonomous plastering process. The performance of the proposed model is assessed in terms of the prediction error against unseen ground truth data, which shows its generality in varied scenarios, as well as in comparison with the performance of an existing benchmark model. The results demonstrate a significant improvement over the benchmark model, with notably better performance and enhanced error scaling across prediction steps.

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著者 Diego Machain Rivera,Selen Ercan Jenny,Ping Hsun Tsai,Ena Lloret-Fritschi,Luis Salamanca,Fernando Perez-Cruz,Konstantinos E. Tatsis
発行日 2025-03-31 14:15:00+00:00
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カテゴリー: cs.AI, cs.CE, cs.LG, cs.RO | Graph Neural Network-Based Predictive Modeling for Robotic Plaster Printing はコメントを受け付けていません