Ontologické inženýrství - Ontology engineering

Příklad vytvořené MBED nejvyšší úrovně ontologie založené na nominální soubor názorů.[1]

v počítačová věda, informační věda a systémové inženýrství, ontologické inženýrství je obor, který studuje metody a metodiky pro stavbu ontologie: formální reprezentace souboru pojmů v doméně a vztahů mezi těmito pojmy. V širším smyslu zahrnuje toto pole také znalostní konstrukci domény pomocí formálních ontologických reprezentací, jako je OWL / RDF. Příkladem ontologického inženýrství by byla rozsáhlá reprezentace abstraktních konceptů, jako jsou akce, čas, fyzické objekty a víry. .[2] Ontologické inženýrství je jednou z oblastí aplikovaná ontologie, a lze na ni pohlížet jako na aplikaci filozofická ontologie. Základní myšlenky a cíle ontologického inženýrství jsou také ústřední koncepční modelování.

Přehled

Cílem ontologického inženýrství je objasnit znalosti obsažené v softwarových aplikacích a v podnicích a obchodních postupech pro konkrétní doménu. Ontologické inženýrství nabízí směr k řešení problémů interoperability způsobených sémantickými překážkami, tj. Překážkami souvisejícími s definicemi obchodních podmínek a tříd softwaru. Ontologické inženýrství je sada úkolů souvisejících s vývojem ontologií pro konkrétní doménu.

Automatizované zpracování informací, které nelze interpretovat softwaroví agenti lze vylepšit přidáním rich sémantika k odpovídajícím zdrojům, například video souborům. Jeden z přístupů pro formální konceptualizace zastoupených znalostní domény je použití strojově interpretovatelných ontologií, které poskytují strukturovaná data v nebo na základě RDF, RDFS, a SOVA. Ontologické inženýrství je návrh a tvorba takových ontologií, které mohou obsahovat více než jen seznam termínů (řízená slovní zásoba ); obsahují terminologické, výrokové a relační axiomy definovat pojmy (třídy), jednotlivce a role (vlastnosti) (TBox, Krabice a RBox).[3] Ontologické inženýrství je relativně nový studijní obor týkající se procesu vývoje ontologie, životního cyklu ontologie, metod a metodik pro budování ontologií,[4][5] a sady nástrojů a jazyky, které je podporují. Běžným způsobem, jak logicky podpořit ontologie, je formalizovat axiomy pomocí logiky popisu, které lze poté přeložit do jakákoli serializace RDF, jako RDF / XML nebo Želva. Kromě logických axiomů popisu mohou obsahovat také ontologie SWRL pravidla. Definice konceptů lze mapovat na jakýkoli druh prostředku nebo segment prostředku v RDF, jako jsou obrázky, videa a oblasti zájmu, anotovat předměty, osoby atd. a propojovat je se souvisejícími prostředky napříč znalostní báze, ontologie a LOD datové sady. Tyto informace, založené na lidských zkušenostech a znalostech, jsou cenné pro uvažující pro automatickou interpretaci sofistikovaného a nejednoznačného obsahu, jako je vizuální obsah multimediálních zdrojů.[6] Oblasti použití ontologické uvažování zahrnují, ale nejsou omezeny na, vyhledávání informací automatizovaná interpretace scén a objevování znalostí.

Jazyky ontologie

Další informace: ontologický jazyk

An ontologický jazyk je formální jazyk slouží k zakódování ontologie. Existuje celá řada takových jazyků pro ontologie, jak proprietární, tak založené na standardech:

  • Společná logika je standard ISO 24707, specifikace pro rodinu ontologických jazyků, které lze do sebe přesně přeložit.
  • The Cyc projekt má svůj vlastní ontologický jazyk s názvem CycL, na základě predikátový počet prvního řádu s některými rozšířeními vyššího řádu.
  • The Gellish jazyk obsahuje pravidla pro vlastní rozšíření a integruje tak ontologii s ontologickým jazykem.
  • IDEF5 je softwarové inženýrství metoda pro vývoj a údržbu použitelných, přesných doménových ontologií.
  • KIF je syntaxe pro logika prvního řádu to je založeno na S-výrazy.
  • Formát výměny pravidel (RIF), F-logika a jeho nástupce ObjectLogic kombinuje ontologie a pravidla.
  • SOVA je jazyk pro vytváření ontologických výroků, který byl vyvinut v návaznosti na RDF a RDFS, stejně jako dřívější projekty jazykových ontologií včetně OLEJ, DAML a DAML + OLEJ. OWL je určen k použití přes internet Celosvětová Síť a všechny jeho prvky (třídy, vlastnosti a jednotlivci) jsou definovány jako RDF zdroje a označeno URI.
  • OntoUML je fundovaný jazyk pro specifikaci referenčních ontologií.
  • SHACL (RDF SHapes Constraints Language) je jazyk pro popis struktury dat RDF. Může být použit společně s RDFS a OWL nebo může být použit nezávisle na nich.
  • XBRL (Extensible Business Reporting Language) je syntaxe pro vyjádření obchodní sémantiky.

Ontologické inženýrství ve vědách o živé přírodě

Vědy o životě vzkvétají s ontologiemi, které biologové používají k pochopení svých experimentů.[7] Pro odvození správných závěrů z experimentů musí být ontologie optimálně strukturovány proti znalostní bázi, kterou představují. Strukturu ontologie je třeba neustále měnit, aby šlo o přesnou reprezentaci podkladu doména.

Nedávno byla zavedena automatizovaná metoda pro inženýrské ontologie v biologických vědách, jako je Genová ontologie (JÍT),[8] jedna z nejúspěšnějších a nejrozšířenějších biomedicínských ontologií.[9] Na základě teorie informace restrukturalizuje ontologie tak, aby úrovně představovaly požadovanou specifičnost konceptů. Podobné informační teoretické přístupy byly také použity pro optimální rozdělení genové ontologie.[10] Vzhledem k matematické povaze takového inženýrství algoritmy lze tyto optimalizace automatizovat a vytvořit zásadní a škálovatelnou architekturu pro restrukturalizaci ontologií, jako je GO.

Otevřené biomedicínské ontologie (OBO), iniciativa amerického Národního centra pro biomedicínskou ontologii z roku 2006, poskytuje společnou „slévárnu“ různých ontologických iniciativ, mezi které patří:

a více

Metodiky a nástroje pro ontologické inženýrství

Viz také

Reference

Tento článek zahrnujepublic domain materiál z Národní institut pro standardy a technologie webová stránka https://www.nist.gov.

  1. ^ Peter Shames, Joseph Skipper. „Směrem k rámci pro modelování architektur vesmírných systémů“ Archivováno 2009-02-27 na Wayback Machine. NASA, JPL.
  2. ^ http://ontology.buffalo.edu/bfo/BeyondConcepts.pdf
  3. ^ Sikos, L. F. (14. března 2016). „Nový přístup k multimediálnímu ontologickému inženýrství pro automatické uvažování nad audiovizuálními datovými soubory LOD“. Poznámky k přednášce v umělé inteligenci. 9621. Springer. s. 1–13. arXiv:1608.08072. doi:10.1007/978-3-662-49381-6_1.
  4. ^ Asunción Gómez-Pérez, Mariano Fernández-López, Oscar Corcho (2004). Ontologické inženýrství: S příklady z oblasti znalostního managementu, elektronického obchodování a sémantického webu. Springer, 2004.
  5. ^ De Nicola, A; Missikoff, M; Navigli, R (2009). „Přístup softwarového inženýrství k budování ontologie“ (PDF). Informační systémy. 34 (2): 258. CiteSeerX  10.1.1.149.7258. doi:10.1016 / j.is.2008.07.002.
  6. ^ Zarka, M; Ammar, AB; AM, Alimi (2015). "Rámec fuzzy uvažování ke zlepšení sémantické interpretace videa". Multimediální nástroje a aplikace. 75 (10): 5719–5750. doi:10.1007 / s11042-015-2537-1. S2CID  16505884.
  7. ^ Malone, J; Holloway, E; Adamusiak, T; Kapushesky, M; Zheng, J; Kolesnikov, N; Zhukova, A; Brazma, A; Parkinson, H (2010). "Modelování vzorových proměnných pomocí experimentální faktorové ontologie". Bioinformatika. 26 (8): 1112–1118. doi:10.1093 / bioinformatika / btq099. PMC  2853691. PMID  20200009.
  8. ^ Alterovitz, G; Xiang, M; Hill, DP; Lomax, J; Liu, J; Cherkassky, M; Dreyfuss, J; Mungall, C; et al. (2010). "Ontologické inženýrství". Přírodní biotechnologie. 28 (2): 128–30. doi:10.1038 / nbt0210-128. PMC  4829499. PMID  20139945.
  9. ^ Botstein, David; Cherry, J. Michael; Ashburner, Michael; Ball, Catherine A .; Blake, Judith A .; Butler, Heather; Davis, Allan P .; Dolinski, Kara; et al. (2000). „Genová ontologie: Nástroj pro sjednocení biologie. Konsorcium pro genovou ontologii“ (PDF). Genetika přírody. 25 (1): 25–9. doi:10.1038/75556. PMC  3037419. PMID  10802651. Archivovány od originál (PDF) dne 26. 05. 2011.
  10. ^ Alterovitz, G .; Xiang, M .; Mohan, M .; Ramoni, M. F. (2007). „GO PaD: The Gene Ontology Partition Database“. Výzkum nukleových kyselin. 35 (Problém s databází): D322–7. doi:10.1093 / nar / gkl799. PMC  1669720. PMID  17098937.

Další čtení

externí odkazy