Inżynieria ontologiczna - Ontology engineering

Przykład skonstruowanej Ontologii Najwyższego Poziomu MBED na podstawie nominalnego zestawu widoków .

W informatyce , informatyki i inżynierii systemów , inżynierii ontologii to dziedzina, która bada metod i metodologii budowania ontologii , która obejmuje reprezentację, formalnego nazewnictwa i definicji kategorii, właściwości i relacji między pojęciami, danych i podmiotów. W szerszym sensie, pole to obejmuje również konstrukcję wiedzy domeny przy użyciu formalnych reprezentacji ontologicznych, takich jak OWL/RDF. Przykładem inżynierii ontologicznej byłaby wielkoskalowa reprezentacja abstrakcyjnych pojęć, takich jak działania, czas, obiekty fizyczne i przekonania. Inżynieria ontologii jest jedną z dziedzin ontologii stosowanej i może być postrzegana jako zastosowanie ontologii filozoficznej . Podstawowe idee i cele inżynierii ontologicznej są również kluczowe w modelowaniu koncepcyjnym .

Przegląd

Inżynieria ontologii ma na celu uwidocznienie wiedzy zawartej w aplikacjach oprogramowania oraz w przedsiębiorstwach i procedurach biznesowych dla określonej dziedziny. Inżynieria ontologiczna oferuje kierunek w kierunku rozwiązania problemów interoperacyjności powodowanych przez przeszkody semantyczne, tj. przeszkody związane z definicjami terminów biznesowych i klas oprogramowania. Inżynieria ontologii to zestaw zadań związanych z rozwojem ontologii dla określonej dziedziny.

Zautomatyzowane przetwarzanie informacji, których nie można zinterpretować przez agentów oprogramowania, można poprawić, dodając bogatą semantykę do odpowiednich zasobów, takich jak pliki wideo. Jednym z podejść do formalnej konceptualizacji reprezentowanych domen wiedzy jest użycie ontologii interpretowalnych maszynowo, które dostarczają uporządkowanych danych w RDF , RDFS i OWL , lub w oparciu o nie . Inżynieria ontologii to projektowanie i tworzenie takich ontologii, które mogą zawierać więcej niż tylko listę terminów ( słownictwo kontrolowane ); zawierają terminologicznych assertional i relacyjne axioms celu zdefiniowania pojęcia (klas), osób i role (właściwości) ( TBox , ABox i RBox, odpowiednio). Inżynieria ontologii jest stosunkowo nową dziedziną badań dotyczącą procesu rozwoju ontologii, cyklu życia ontologii, metod i metodologii budowania ontologii oraz wspierających je zestawów narzędzi i języków. Powszechnym sposobem zapewnienia logicznego podbudowania ontologii jest sformalizowanie aksjomatów za pomocą logiki opisowej , którą można następnie przetłumaczyć na dowolną serializację RDF , taką jak RDF/XML lub Turtle . Poza aksjomatami logiki opisu, ontologie mogą również zawierać reguły SWRL . Definicje pojęć można mapować do dowolnego rodzaju zasobów lub segmentów zasobów w RDF , takich jak obrazy, filmy i obszary zainteresowania , w celu opisywania obiektów, osób itp. oraz łączenia ich z powiązanymi zasobami w bazach wiedzy , ontologiach i Zestawy danych LOD . Informacje te, oparte na ludzkim doświadczeniu i wiedzy, są cenne dla rozumujących przy automatycznej interpretacji wyrafinowanych i niejednoznacznych treści, takich jak treści wizualne zasobów multimedialnych. Obszary zastosowań wnioskowania opartego na ontologii obejmują między innymi wyszukiwanie informacji , automatyczną interpretację scen i odkrywanie wiedzy .

Języki ontologii

Dalsze informacje: język ontologii

Język ontologia jest formalny język używany do kodowania ontologię. Istnieje wiele takich języków dla ontologii, zarówno zastrzeżonych, jak i opartych na standardach:

  • Wspólną logiką jest norma ISO 24707, specyfikacja rodziny języków ontologii, które można dokładnie przetłumaczyć na siebie nawzajem.
  • Projekt Cyc posiada własny język ontologiczny o nazwie CycL , oparty na rachunku predykatów pierwszego rzędu z pewnymi rozszerzeniami wyższego rzędu.
  • Język gellijski zawiera reguły własnego rozszerzenia, a tym samym integruje ontologię z językiem ontologicznym.
  • IDEF5 to metoda inżynierii oprogramowania służąca do opracowywania i utrzymywania użytecznych, dokładnych ontologii domenowych.
  • KIF to składnia logiki pierwszego rzędu oparta na wyrażeniach S .
  • Rule Interchange Format (RIF), F-Logic i jego następca ObjectLogic łączą ontologie i reguły.
  • OWL jest językiem do tworzenia oświadczeń ontologicznych, opracowanym jako kontynuacja RDF i RDFS , a także wcześniejszych projektów języka ontologicznego, w tym OIL , DAML i DAML+OIL . OWL jest przeznaczony do użycia w sieci WWW , a wszystkie jego elementy (klasy, właściwości i indywidua) są zdefiniowane jako zasoby RDF i identyfikowane przez URI .
  • OntoUML jest dobrze ugruntowanym językiem do określania ontologii referencyjnych.
  • SHACL (RDF Shapes Constraints Language) to język opisu struktury danych RDF. Może być używany razem z RDFS i OWL lub może być używany niezależnie od nich.
  • XBRL (Extensible Business Reporting Language) to składnia do wyrażania semantyki biznesowej.

Inżynieria ontologii w naukach przyrodniczych

Nauki przyrodnicze rozkwitają dzięki ontologii, której biolodzy używają, aby nadać sens swoim eksperymentom. Aby wywnioskować prawidłowe wnioski z eksperymentów, ontologie muszą być optymalnie ustrukturyzowane względem bazy wiedzy, którą reprezentują. Struktura ontologii musi być ciągle zmieniana, aby była dokładną reprezentacją domeny, na której się opiera .

Niedawno wprowadzono zautomatyzowaną metodę do inżynierii ontologii w naukach przyrodniczych, taką jak Gene Ontology (GO), jedna z najbardziej udanych i powszechnie stosowanych ontologii biomedycznych. W oparciu o teorię informacji restrukturyzuje ontologie tak, aby poziomy reprezentowały pożądaną specyfikę pojęć. Podobne podejścia teorii informacji zastosowano również do optymalnego podziału Ontologii Genetycznej. Biorąc pod uwagę matematyczną naturę takich algorytmów inżynieryjnych , optymalizacje te można zautomatyzować w celu stworzenia opartej na zasadach i skalowalnej architektury do restrukturyzacji ontologii, takich jak GO.

Open Biomedical Ontologies (OBO), inicjatywa amerykańskiego Narodowego Centrum Ontologii Biomedycznej z 2006 roku, stanowi wspólną „odlewnię” dla różnych inicjatyw ontologicznych, wśród których są:

i więcej

Metodologie i narzędzia inżynierii ontologicznej

Zobacz też

Bibliografia

Domena publiczna Ten artykuł zawiera  materiał domeny publicznej z National Institute of Standards and Technology stronie https://www.nist.gov .

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki