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Glossário

Grafo de Conhecimento

Saiba como os gráficos de conhecimento organizam entidades e relações do mundo real para a IA. Descubra como usar Ultralytics para extrair nós e aprimorar modelos de ML.

Um gráfico de conhecimento é uma representação estruturada de entidades do mundo real e das relações entre elas. Ao contrário de um banco de dados padrão, que armazena dados em linhas e colunas rígidas, um gráfico de conhecimento organiza as informações como uma rede de nós (representando objetos, pessoas ou conceitos) e arestas (representando as conexões ou interações entre esses nós). Essa estrutura imita a forma como os seres humanos organizam as informações, permitindo que os sistemas de inteligência artificial (IA) compreendam o contexto, inferem novos fatos e raciocinem sobre os dados de uma forma mais semântica e interconectada.

Compreender a estrutura

No centro de um gráfico de conhecimento estão três componentes principais que formam «tríplices» (Sujeito-Predicado-Objeto):

  • Nós (entidades): são pontos de dados distintos, como «Londres», «Python» ouUltralytics ». Em tarefas de visão computacional, podem representar objetos detetados como «Carro» ou «Pedestre».
  • Arestas (relações): estas linhas distintas ligam os nós e definem como eles se relacionam. Por exemplo, uma aresta pode rotular a relação entre «Londres» e «Reino Unido» como «é_capital_de».
  • Atributos (Propriedades): Detalhes adicionais que descrevem um nó, como a população de uma cidade ou a pontuação de confiança de uma deteção de objeto.

Essa estrutura semelhante a uma teia permite que os sistemas realizem buscas semânticas, nas quais o motor compreende a intenção do utilizador, em vez de apenas corresponder palavras-chave. Por exemplo, saber que «Jaguar» é tanto um animal quanto uma marca de automóveis permite que o sistema diferencie os resultados com base no contexto.

Integração com Machine Learning

Os gráficos de conhecimento são cada vez mais vitais para aprimorar os modelos de aprendizagem automática (ML). Embora os modelos de aprendizagem profunda se destaquem no reconhecimento de padrões estatísticos, muitas vezes carecem de fundamentação factual. A integração de um gráfico de conhecimento permite que os modelos acessem uma "visão de mundo" verificada.

  • Geração aumentada por recuperação (RAG):os modelos generativos podem, por vezes, produzir informações plausíveis, mas incorretas. Ao basear os grandes modelos de linguagem (LLMs) num gráfico de conhecimento, os agentes de IA podem consultar uma fonte verificada de verdade antes de gerar uma resposta. Isso reduz significativamente as alucinações nos LLMs e melhora a precisão factual para aplicações empresariais.
  • Sistemas de recomendação:Na IA no retalho, os gráficos mapeiam relações complexas entre utilizadores e produtos. Se um cliente compra uma câmara, o gráfico compreende a ligação funcional com «cartões SD» ou «tripés», permitindo sugestões mais inteligentes do que a simples filtragem colaborativa.

Exemplo de código: Extraindo entidades para um gráfico

Os modelos de visão computacional atuam como excelentes pontos de entrada para preencher grafos de conhecimento, identificando entidades físicas no mundo real. O Python a seguir demonstra como usar o modelo Ultralytics para detect em uma imagem. Essas classes detectadas podem atuar como nós, que podem então ser vinculados em um banco de dados de grafos (como Neo4j ou Amazon Neptune).

from ultralytics import YOLO

# Load the latest YOLO26 model (released Jan 2026)
model = YOLO("yolo26n.pt")

# Run inference on an image to find entities
results = model("https://ultralytics.com/images/bus.jpg")

# Extract unique detected object names to serve as graph nodes
# e.g., {'bus', 'person'}
detected_entities = {results[0].names[int(c)] for c in results[0].boxes.cls}

print(f"Graph Nodes: {detected_entities}")

Aplicações no Mundo Real

  1. Descoberta de medicamentos na área da saúde: Os investigadores em IA na área da saúde utilizam gráficos de conhecimento para modelar interações biológicas. Ao ligar entidades como genes, proteínas e compostos químicos de bases de dados como o UniProt, os algoritmos podem prever potenciais alvos de medicamentos e efeitos secundários, acelerando o desenvolvimento de novos tratamentos.
  2. Gêmeos digitais da cadeia de suprimentos: as empresas de logística empregam gráficos de conhecimento para criar um "gêmeo digital" de suas operações. Os nós representam fornecedores, armazéns e estoque, enquanto as arestas representam rotas de envio e dependências. Essa estrutura facilita a análise de Big Data, permitindo que os gerentes prevejam atrasos e otimizem as rotas dinamicamente.

Gráficos de conhecimento vs. bases de dados relacionais

É importante distinguir um gráfico de conhecimento de um banco de dados relacional tradicional (RDBMS). Um banco de dados relacional armazena dados em tabelas rígidas ligadas por chaves estrangeiras, o que é eficiente para dados estruturados e transacionais (como livros contábeis bancários). No entanto, consultar relações complexas (por exemplo, "Encontre amigos de amigos que gostam de ficção científica") requer operações de "junção" caras.

Em contrapartida, um gráfico de conhecimento (frequentemente armazenado numa base de dados gráfica) trata a relação como um elemento de primeira classe. A travessia das conexões é instantânea, tornando os gráficos superiores para tarefas que envolvem dados altamente interconectados, como deteção de redes de fraude ou análise de redes sociais. Enquanto o RDBMS se destaca no armazenamento e recuperação de registos específicos, os gráficos de conhecimento se destacam na descoberta de padrões e insights ocultos dentro das próprias conexões.

Perspectivas futuras com IA multimodal

O futuro dos gráficos de conhecimento está na aprendizagem multimodal. À medida que modelos como o Ultralytics continuam a avançar na deteção de objetos e estimativa de poses, eles alimentam automaticamente o contexto visual nos gráficos. Isso cria sistemas que não apenas "leem" texto, mas "veem" o mundo, ligando conceitos visuais a definições linguísticas. Usando a Ultralytics , os programadores podem treinar esses modelos de visão especializados para reconhecer entidades personalizadas, construindo efetivamente os órgãos sensoriais para a próxima geração de sistemas de IA com consciência de conhecimento.

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