論文の概要: Broad Spectrum Structure Discovery in Large-Scale Higher-Order Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.21748v1
- Date: Tue, 27 May 2025 20:34:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-29 17:35:50.283641
- Title: Broad Spectrum Structure Discovery in Large-Scale Higher-Order Networks
- Title(参考訳): 大規模高次ネットワークにおける広帯域構造発見
- Authors: John Hood, Caterina De Bacco, Aaron Schein,
- Abstract要約: 本稿では,大規模ハイパーグラフにおいて,メソスケールの広いスペクトルを効率的に表現し,発見する確率モデルについて紹介する。
低ランク表現を用いたクラス間の潜時相互作用による観測ノードの相互作用をモデル化することにより、我々はリッチな構造パターンを抽出する。
提案モデルは,最先端手法によるリンク予測を改善し,多様な実世界のシステムにおける解釈可能な構造を発見する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.7273380623090848
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Complex systems are often driven by higher-order interactions among multiple units, naturally represented as hypergraphs. Understanding dependency structures within these hypergraphs is crucial for understanding and predicting the behavior of complex systems but is made challenging by their combinatorial complexity and computational demands. In this paper, we introduce a class of probabilistic models that efficiently represents and discovers a broad spectrum of mesoscale structure in large-scale hypergraphs. The key insight enabling this approach is to treat classes of similar units as themselves nodes in a latent hypergraph. By modeling observed node interactions through latent interactions among classes using low-rank representations, our approach tractably captures rich structural patterns while ensuring model identifiability. This allows for direct interpretation of distinct node- and class-level structures. Empirically, our model improves link prediction over state-of-the-art methods and discovers interpretable structures in diverse real-world systems, including pharmacological and social networks, advancing the ability to incorporate large-scale higher-order data into the scientific process.
- Abstract(参考訳): 複雑系はしばしば複数の単位の間の高次相互作用によって駆動され、自然にハイパーグラフとして表される。
これらのハイパーグラフ内の依存関係構造を理解することは、複雑なシステムの振る舞いを理解し予測するために重要であるが、それらの組合せ複雑性と計算要求により困難である。
本稿では,大規模ハイパーグラフにおけるメソスケール構造を効率的に表現し,発見する確率モデルのクラスを紹介する。
このアプローチを可能にする重要な洞察は、潜在ハイパーグラフにおいて、類似したユニットのクラスをノードとして扱うことである。
低ランク表現を用いたクラス間の潜時相互作用を通して観測されたノード間の相互作用をモデル化することにより、モデル識別性を確保しつつ、リッチな構造パターンを抽出する。
これにより、異なるノードレベルの構造とクラスレベルの構造を直接解釈できる。
実証的に,我々のモデルは最先端手法によるリンク予測を改善し,薬理学やソーシャルネットワークを含む様々な現実世界システムにおける解釈可能な構造を発見し,大規模高次データを科学的プロセスに組み込む能力を向上させる。
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