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STEM分野の分類を活用したNeo4jベースの推奨エンジン構築手順:EDGで管理する知識グラフの活用

本 tutorialでは、TopQuadrantのEDGとNeo4jを活用して、分類体系(taxonomy)を管理し、グラフベースの推薦エンジンを構築する方法を紹介する。EDGで作成・管理するSTEM分野の分類体系(例:数学ソフトウェア → コンピュータサイエンス → STEM)を、Neo4jに同期。これにより、学術論文のメタデータ(仮想データ)を分類し、関連性に基づく推薦が可能になる。 まず、EDGとNeo4jの無料トライアル版を取得。EDGはRDF/SHACLを用いた知識グラフ管理ツールで、分類体系の設計・変更が容易。Neo4jはラベル付きプロパティグラフ(LPG)ベースのデータベースで、高速なグラフ解析を実現。両者の統合により、EDGで管理するtaxonomyをNeo4jに自動同期できる。 ステップ1で、GitHubから提供されるSTEM分類体系をEDGにインポート。ステップ2で、EDGとNeo4jの接続設定を実施。ステップ3で、taxonomyをNeo4jにプッシュ。これにより、ノード(概念)と親子関係(BROADER)がNeo4jに反映される。 ステップ4で、仮想の学術論文15件をCSV形式でNeo4jにインポート。各論文は「topicUri」というフィールドでtaxonomyのURIを参照。ステップ5で、Cypherクエリを使って論文ノードと概念ノードを「TAGGED_WITH」関係で結ぶ。 ステップ6で、推薦機能を実装。特定の論文(例:『Mathematical Software』)がタグ付けされた概念の親概念(コンピュータサイエンス)に属する他の論文も推薦対象とする。Cypherクエリで、同じ親概念を持つ子概念にタグ付けされた他の論文を検索し、類似度スコアで並べ替え。結果として、「コンピュータと社会」などの関連分野の論文が推薦される。 最後に、taxonomyの変更を試す。EDGで「Mathematical Software」の親概念を「コンピュータサイエンス」から「数学」に変更。再同期後、推薦結果が「数学関連の論文」に切り替わる。これは、分類体系の変更が一括反映され、下流のアプリケーション(例:推薦エンジン)の再タグ付けが不要であることを示す。 このアーキテクチャの利点は、分類体系の変更が容易(変更1回で全アプリに反映)、複数システムとの整合性維持、推論能力の強化(親子関係から自動推論)にある。一方、学習コストやツールの多様性、ベンダーロックインのリスクも存在。 結論として、EDGとNeo4jの連携は、知識の構造化と動的拡張が可能な、スマートな推薦システムの基盤となる。特に、分類体系の変化に柔軟に対応できる点が、企業や研究機関のデータガバナンス・AI活用に有効。

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