🔖 论文标题：SymAgent: A Neural-Symbolic Self-Learning Agent Framework for Complex Reasoning over Knowledge Graphs
📅 发布时间：18 Feb 2025
🌐 Arxiv ID：2502.03283v2
🔑 关键词：Large Language Model Agent; Knowledge Graph; Self-Learning

✨ 亮点总结

SymAgent 通过结合大语言模型 (LLM) 和知识图谱 (KG)，提出了一种自主学习的神经-符号智能体框架，能够在复杂推理任务中实现动态交互。其创新在于将KG视为动态环境，并通过Agent-Planner和Agent-Executor模块实现符号规则推理和自动化操作。此外，其自学习机制能够通过在线探索和离线策略迭代持续提升推理性能，显著优于多个强基线模型。

📝 摘要翻译

大语言模型（LLM）在复杂推理任务中容易出现“幻觉”现象。为解决这一问题，SymAgent 结合知识图谱（KG）和 LLM，通过符号规则和多步交互实现复杂推理。该框架包括两个核心模块：Agent-Planner 通过 LLM 提取符号规则进行问题分解，而 Agent-Executor 自动调用工具整合 KG 和外部文档信息。通过自学习框架，SymAgent 能够自主探索和改进推理策略。实验表明，在多个复杂推理数据集上，SymAgent 优于强基线模型，并能够有效识别 KG 中的缺失三元组，提升知识完备性。

📌 研究背景

近年来，LLM在自然语言理解和信息集成方面表现优异，但在复杂推理任务中常出现幻觉问题。知识图谱（KG）作为结构化知识库，可为 LLM 提供可靠的事实支持，但现有方法常将 KG 视为静态资源，忽视了其内在的逻辑推理结构。

💡 研究动机

现有 LLM + KG 方法面临两大挑战：1）假设所有答案都在 KG 中，忽视 KG 不完全性；2）将 KG 视为静态知识库，忽视其符号推理潜力。SymAgent 旨在通过动态交互和符号规则推理，使 KG 深度参与推理过程，提升 LLM 的复杂推理能力。

🚀 方法简介

SymAgent 包含两个核心模块：
Agent-Planner：利用 LLM 的归纳推理能力从 KG 中提取符号规则，指导问题分解。
Agent-Executor：通过调用工具集自动执行推理任务，整合 KG 和外部文档信息，解决 KG 不完全性问题。
此外，SymAgent 采用自学习框架，支持在线探索和离线策略迭代，无需人工标注，实现自动化推理策略改进。

📊 实验设计与结果

数据集：WebQSP、CWQ、MetaQA-3hop。
评价指标：Hits@1, Accuracy, F1 Score。
实验结果：SymAgent 在所有数据集上表现优异，尤其在复杂推理任务（CWQ）中明显优于现有方法。与强基线（如 GPT-4）相比，SymAgent 实现了最高 37.19% 的 Hits@1 提升。

特色图表

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