知识图谱成AI新基石,引爆数据建模新革命

知识图谱强势崛起:AI推动数据模型变革,图技术成为新宠

知识图谱因能完美建模关联数据,正成为AI时代的关键基础设施。它通过语义层为AI提供可解释的背景知识,驱动智能体、GraphRAG等应用爆发,推动图数据库市场高速增长。

知识图谱和相关图技术,这个曾经相对小众的领域,如今正以前所未有的速度进入主流视野。

这现象背后,是整个行业正在发生的深刻变革。让我用一个比喻来开场:图数据模型,是不是正成为新时代的“星型模式”?

想想看,在传统数据仓库里,星型模式无处不在,是组织数据的核心方式;而现在,图模型的灵活性和强大表达能力,让它同样有潜力成为AI时代的基石。
Salesforce的副总裁伊里娜·马尔科娃就直言,在AI时代之前,她觉得投资图元数据回报率不高;但现在她意识到,除非数据以图的形式构建,否则AI智能体根本无法实现真正的自主性。

这就像我们正经历图技术的第三波浪潮,而驱动这波浪潮的,正是喂养AI智能体的迫切需求。



第一部分:智能的基石——图如何为AI注入“理解力”

咱们先聊聊为什么图技术突然这么火。归根结底一句话:世间万物皆相互关联,而图,是表达这种关联最自然的方式。

如今,需要连接的数据点比以往任何时候都多,连接产生的速度也更快。人们也越来越认识到这些连接的价值。这就导致了图技术在各方面的爆炸式增长:从采用率、思想领导力,到工具、应用和方法论。

福雷斯特研究公司的分析师查尔斯·贝茨点出了一个关键问题:如果没有定义良好的流程和弹性架构,GenAI所带来的加速效应,非但不能简化工作流,反而可能放大混乱。而解决之道,就在于构建一个强大的IT运营模型,将GenAI融入管理系统的肌理之中。图数据库和检索增强生成技术,正是这一转型的基础技术。

图能够灵活地表示实体和关系,让GenAI能够在复杂的数据景观中进行“推理”。

Writer公司的产品总监马坦-保罗·谢特里特则想得更远,他将图视为未来企业的“协调层”。
在传统企业里,协调靠人工;
在混合型企业中,协调变得可编程。
这时,组织架构图就不再是工作流的主要地图了,取而代之的是“协调图”——一个由人员、智能体和系统组成的动态网络,通过委托逻辑、执行循环和升级路径相互连接。

这就引出了一个更宏大的概念:智能系统
这个由杰弗里·摩尔提出的术语,正成为现代企业架构的关键。
为什么?因为AI智能体的聪明程度,完全取决于知识图谱所呈现的业务状态。

如果一个平台掌控了这个图谱,它实际上就成了制定“为什么发生、接下来是什么、我们该怎么做”策略的默认决策者。
Snowflake和Databricks这样的数据平台巨头,其战略核心正是围绕构建统一的语义知识图谱,为“企业级通用人工智能”打下基础。

Databricks的CEO阿里·戈德西说得更绝对,他将“掌握语义”称为“生死存亡”的问题。其战略飞轮很清晰:
1.  用户意图滋养语义:每个问题最终都会让数据目录的上下文更丰富,为数据增添含义。
2.  语义赋能智能体:更丰富的上下文让智能体能做出更好决策,最终自主行动。
3.  智能体创造成果:智能体交付更符合业务目标的成果。

目标是实现不仅能知道“发生了什么”,还能推断“为什么”、预测“接下来会怎样”并指导“该怎么做”的智能体。

这是企业AI的圣杯,而通往圣杯的道路,要求我们超越关系型数据库和表,走向统一的语义知识图谱。



第二部分:从理论到实践——如何构建和运用知识图谱

道理都懂,但具体该怎么做呢?这里的关键词是“语义层”和“本体”。听起来有点玄乎?别急,我慢慢道来。

你可以把语义层想象成数据和AI之间的一座桥梁。它用统一的业务语言(也就是本体、DDD中UL)来“翻译”原始数据,让AI能真正理解数据的含义,而不是只会机械地匹配关键词。
LinkedIn的杰雷米·拉文内尔有个精妙的对比:没有结构的上下文只是叙事,而非知识。
如果AI要超越演示和副驾驶,发展成为能够推理、记忆和跨领域互操作的系统,那么光有上下文工程(设计提示词、记忆体)是不够的,我们更需要本体工程

  • 前者是引导注意力的话术
  • 后者才是塑造理解的世界模型。

那么,如何定义这个“世界模型”(也就是本体)呢?这本身就是一门学问。有的公司,比如Palantir,有自己的专有本体实现。也有人坚信应该采用OWL、RDF等国际标准。争论一直存在,但共识也在增加:本体很重要,尽管开发起来很困难。

难点在于它极度依赖业务专家,他们精通业务术语和流程,但往往缺乏将其形式化表述的训练。这时,上层本体(比如BFO、CCO)就像一套现成的、严谨的思维框架,能避免每个项目都从头争论基本概念,在需要跨领域(如财务与物流)集成时,能大幅降低成本。

现在,很多人也在探索用大语言模型来辅助本体开发:
Stardog的CEO肯德尔·克拉克认为这是像“魔法”一样的方法。
但语义艺术公司的CEO戴夫·麦库姆则持保留意见,他认为关键不是用LLM快速生成一个粗糙的本体,而是我们需要数量级更少、但表达力更强的本体。他公司开发的开源业务本体gist正是这一理念的体现。

对于想入门知识图谱的朋友,这里有些实在的建议:

别被“知识图谱”这个名字吓到,它不一定需要海量数据。常见的误解包括觉得它太复杂或数据需求太大。
数据专家萨比卡·塔斯尼姆提出了15个关键问题,帮助你在启动项目前理清思路,避免浪费时间和过度工程化。
专家乔·霍勒则拆解了企业级知识图谱从概念验证到全面部署各阶段的典型成本,让你心里有底。

学习资源也很丰富:
弗兰克·布劳的《从关系型到图》教你图思维方式;
帕科·内森的《图技术揭秘》系列是打基础的好选择;
马克斯·德·马尔齐分享图建模技巧;
如果你要去面试知识图谱工程师,托马斯·特伦甚至整理了一份面试问题清单。

实践方面,工具和案例更是百花齐放:

*   平台集成:SAP HANA Cloud的知识图谱支持语义查询;GitLab用知识图谱做代码库RAG、影响分析等。
*   构建框架Synalinks是一个连接神经网络和符号推理的神经符号框架;Cognee是端到端的知识图谱构建和检索模块化框架。
*   实战教程:从用FalkorDBGraphiti从结构化和非结构化数据建图,到用GPT-4o从文本提取知识图谱,各种手把手指南应有尽有。
*   自动化前沿OntoCast用智能体驱动、本体引导的方式从文档创建图谱;AutoSchemaKG更是前沿,它能完全自主地从文本中提取知识三元组并归纳出图谱模式,无需预定义模式。



第三部分:前沿交锋——GraphRAG、多模态图与数据库进化

说完了怎么建,咱们再看看知识图谱和AI最激动人心的结合点。这绝不是单向的,而是一条双向车道

一方面,知识图谱为AI(尤其是大语言模型)提供可靠、可解释的背景知识,防止其“幻觉”。另一方面,AI技术也在反过来赋能知识图谱的构建和理解。例如, Anthropic 公司为了研究大模型的可解释性,引入了一种新方法来追踪模型的“思考过程”,生成“归因图”。这套工具已经开源,社区很快就有高手写出了脚本,能将这类图数据导入Neo4j进行分析。

当前最火热的领域,非GraphRAG莫属。

简单说,传统的RAG主要靠向量搜索找相似文本片段,而GraphRAG则利用知识图谱的结构化关系,提供更丰富、更具上下文意识的背景信息,让AI的回答更准确、更有见地。虽然大规模应用的证据还不多,但在前瞻性的智能体AI系统中,图正从简单的检索数据源,演变为推理和协调的“基础地图”。

GraphRAG的创新层出不穷:有受大脑启发改进检索的HippoRAG,有结合强化学习的Graph-R1,还有利用层次聚类来增强全局推理的HiRAG。当然,挑战也存在,华为的研究人员就发布了一个案例研究,探讨如何在GraphRAG系统的推理深度和可扩展性之间取得平衡。

另一个趋势是“多模态”。

RAG-Anything是一个全能的RAG系统,利用多模态知识图谱自动提取实体并发现跨模态关系。大卫·休斯和艾米·霍德勒设计的多模态GraphRAG框架,能无缝整合视觉和文本数据,结合捕捉视觉、音频语义的嵌入向量和图推理,产生更全面的洞察和可解释的结果。

图数据库市场本身也在飞速发展和演变。

高德纳等机构预测,图数据库的五年复合年增长率高达24%-26%,远超整体数据库市场。随着AI和RAG给图和向量数据库都带来巨大推动,人们也在积极探讨两者的比较与结合。图不仅仅存储事实,它还编码逻辑、保持因果关系,允许你进行“符号+神经”混合搜索。

最近几个月,就有Tentris(用于RDF知识图谱的高效磁盘数据库)和TuringDB(低延迟内存图数据库引擎)两家新厂商亮相。老牌厂商也没闲着:Neo4j推出了混合事务/分析处理架构Infinigraph;亚马逊Neptune、GraphDBKuzu等也纷纷发布重要更新。

特别值得一提的是,图查询语言标准GQL正获得越来越多支持。微软正在将GQL支持添加到KQL图语义中,用户可以在Fabric Eventhouse或Azure Data Explorer上运行GQL查询。Siren成为首个集成GQL查询和深度搜索的调查平台。现在,你甚至可以通过Ultipa的插件在VS Code里直接写GQL查询了。

当然,有人的地方就有江湖,有技术的地方就有“派系之争”。

图数据库领域长期存在LPG(标签属性图)和RDF(资源描述框架) 两种主要数据模型之争。有专家指出,许多大企业其实在不知不觉中,一步步重新发明着RDF已经提供的完整技术栈。也有人预测,这两种模型未来很可能走向融合。

同样,在语义建模领域,OWL(Web本体语言)和SHACL(形状约束语言) 哪个更优的讨论也从未停止。

这场“伟大的语义建模辩论”充满了真知灼见,但核心思想是:在利用知识图谱为AI智能体决策时,两者可以协同工作。



第四部分:未来已来——图AI的科学突破与无限可能

最后,让我们把目光投向更前沿的图AI和基础科学,这里的突破同样令人兴奋。

GenAI浪潮给了我们强大的语言模型,但它们在处理像预测客户流失、欺诈检测这类需要高价值预测的结构化、关系型数据时,往往力不从心。
一家名为Kumo的公司提出了“关系深度学习”的方法,其“关系基础模型”将Transformer架构泛化,能自动将任何关系数据库表示为一张互联的巨图,并直接从这种图表示中学习;谷歌、Yandex和微软的研究人员也在探索类似方向。

图神经网络社区同样活跃:

  • 基于PyTorch的PyG库发布了2.0大版本,在可扩展性和实际应用能力上都有巨大提升
  • GraGOD框架则用GNN技术为时间序列异常检测提供了现代解决方案。

科学上,图的魅力同样不减:

*   数学家玛丽亚·丘德诺夫斯基解决了困扰学界40年的“强完美图猜想”,这些抽象的数学成果正在催生现实世界的解决方案。
*   更令人惊叹的是,自20世纪50年代以来一直被奉为经典的“迪杰斯特拉最短路径算法”,竟然被研究人员找到了更快的实现方式!虽然实际生产中的路径规划系统早已通过预处理和巧妙的图工程改变了游戏规则,但这仍是理论上的重要里程碑。
*   还有研究人员通过训练结构相同但数据不同的神经网络,发现它们会收敛到相似的内部表征,这指向了“柏拉图表征假说”——神经网络正在收敛到一个共享的、对现实的统计模型。



结语:连接创造价值,图引领未来

朋友们,絮絮叨叨说了这么多,其实核心很简单。我们身处一个万物互联的时代,理解和利用这些连接,是解锁价值的关键。知识图谱和图技术,正是我们理解和驾驭这份复杂性的最强罗盘。

从让AI变得更聪明、更可靠,到发现数据中隐藏的深层规律,再到推动基础算法的进步,图技术正在各个层面展现其魔力。正如这场正在伦敦举行的Connected Data大会所展示的,这是一个充满活力、快速演进、并且欢迎新来者的社区。

无论你是好奇的新手,还是寻求深度的专家,是战略思考者还是实干工程师,现在都是了解并加入这场图技术变革的好时机。因为未来,就绘制在这些相互连接的节点与边之中。



*本文内容基于Connected Data London 2025演讲者的前瞻分享及近期行业动态,旨在传递更多领域信息。具体技术实现请以各官方文档和最新发布为准。*