要旨: 問題解決のためのアルゴリズムに関する文脈では、手続き的知識――アルゴリズム設計とオペレータの合成に関するノウハウ――はコードの中に暗黙的に埋め込まれ、実行のたびに失われ、各新しい領域ごとに再工学的に作り直されなければならない。知識グラフ(KGs)は宣言的知識を整理するのに有効であることが示されてきたが、現在のKGパラダイムは、手続き的知識を「実行可能で学習可能なグラフ構造」として表現するための支援が限定的である。私たちは
\textit{生成的実行可能アルゴリズム知識グラフ}(GEAKG)を導入する。GEAKGは、ノードが実行可能なオペレータを保存し、辺が学習された合成パターンを符号化し、たどることで解を生成するKGのクラスである。GEAKGは
\emph{生成的}(トポロジとオペレータは大規模言語モデルによって合成される)、\emph{実行可能}(すべてのノードが実行可能なコードである)、そして\emph{転移可能}(学習されたパターンが、領域をまたいだゼロショットで一般化する)である。提案する枠組みは、エンジンレベルでは領域非依存である。同一の3層アーキテクチャと、アリの巣コロニー最適化(ACO)に基づく学習エンジンを、差し替え可能なオントロジ(\texttt{RoleSchema})によってパラメータ化することで、さまざまな領域にわたってインスタンス化できる。2つのケーススタディ――領域固有の枠組みコードを共有しない――が、この枠組み仮説に対する具体的な証拠を提供する: (1)~2つの表形式ベンチマークにおける、70のクロスデータセット転移ペアにわたるニューラル・アーキテクチャ探索、ならびに (2)~組合せ最適化。ここでは、トラベリング・セールスマン問題で学習した知識が、スケジューリングおよび割当て領域へゼロショットで転移する。以上を総合すると、アルゴリズム的専門性を、実行可能な知識グラフとして明示的に表現し、学習し、そして転移できることが、結果によって支持される。
GEAKG:生成的実行可能アルゴリズム知識グラフ
arXiv cs.AI / 2026/3/31
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要点
- 本論文は、手続き的なアルゴリズム知識を「実行可能で学習可能な構造」として表現することを目的とした新しい知識グラフフレームワーク「生成的実行可能アルゴリズム知識グラフ(GEAKG)」を提案する。
- GEAKGでは、ノードに実行可能なオペレータを含め、エッジは学習された合成(コンポジション)のパターンを符号化し、グラフ探索によって問題の解を生成する。
- このフレームワークが「生成的(generative)」であるのはLLM(大規模言語モデル)がグラフのトポロジーとオペレータを合成するため、「実行可能(executable)」であるのはすべてのノードが実行可能なコードであるため、「転移可能(transferable)」であるのは学習された合成パターンがゼロショット設定で新しい領域へ一般化できるためである。
- プラグ可能なオントロジ(RoleSchema)と、ACOベースの学習エンジンを用いたドメイン非依存のアーキテクチャが提案されており、同一の中核システムを問題タイプごとに具現化できる。
- 2つのケーススタディにより仮説が支持される。具体的には、70のクロスデータセット対におけるニューラルアーキテクチャ探索の転移、ならびにTSPからスケジューリング/割当(assignment)といった組合せ最適化ドメインへのゼロショット転移である。



