Ontologien und Repräsentation

Transkript

1 Ontologien und Repräsentation des Wissens Artem Khvat HAW-Hamburg Hamburg

2 Übersicht Motivation Ontologien Typen der Ontologien Ontologiesprachen Merge (Union) Anwendungen CS AKTive Space OntoWeb 2

3 Übersicht Werkzeuge Protege Jena Masterprojekt 'Ferienclub PROMPT-Protege Protege 2000 MOnTo 0.3 b. Master Thesis Literatur 3

4 Motivation 4

5 Motivation Suchauftrag (noch vor einige Zeit) Fahrzeug Baujahr 1967 Ergebnisse: Alles was das Wort Fahrzeug + Baujahr enthält 5

6 Motivation Best of all 6

7 Motivation Extensible Markup Language: abgekürzt XML,, ist ein Standard zur Erstellung maschinen- und menschenlesbarer Dokumente in Form einer Baumstruktur. XML definiert dabei die Regeln für f r den Aufbau solcher Dokumente. 7

8 Motivation <sentence> <fahrzeug href= http :// eels.com/pics /pics /1968-pontiac Pontiac- Firebird-Red Red-Blower-s- sy.jpg > Fierbird Fierbird < baujahr >Baujahr 1968</baujahr baujahr> </fahrzeug fahrzeug>, ist das beste was passieren kann. </sentence sentence> 8

9 Motivation <?xml version="1.0" standalone="yes" " encoding="utf-8"?> <Auto> <hersteller> > </hersteller hersteller> <model> <name> > </name name> <farbe> > </farbe farbe> <jahr> > </jahr jahr> </model model> <motor> <leistung> > </leistung leistung> <hub><hub/> </motor motor> </Auto> 9

10 Motivation Suchauftrag: Hersteller : Opel Model : Name Vectra Farbe Blau Motor Hub Leistung: 75 kw 10

11 Motivation <?xml version="1.0" standalone="yes" encoding="utf-8"?> <Auto> <hersteller>gm</ </hersteller> <name>vectra </name name> <farbe>blau</ </farbe> <jahr>1998</jahr <leistung>75kw</leistung <hub>1600/<hub> </Auto> 11

12 Motivation <?xml version="1.0" standalone="yes" " encoding="utf-8"?> <Auto> <manufacturer>opel</ </manufacturer > <model> <name>vectra A</name name> <color>blau</ </color> <year>1998</year </model model> <motor> <power>75kw</power <cylindercapacity>1600 mm³</ </cylindercapacity> </motor motor> </Auto> 12

13 Ontologien Aristotle. - Autor von Metaphysik. - System der Kategorien des Daseins : Substanz, Qualität, t, Quantität, t, Relation, Action, Platz, Zeit und Neigung. - Alles über alles, aussagen. 13

14 Ontologien Gomez-Perez : Die Informations-Systeme werden konstruiert nicht für f die exakte Weltabbildung, sonder für f r die effektive Realisierung der Aufgaben. Ontological Engineering Springer Verlag

15 Ontologien Definition nach Gruber 1993: Eine Ontologie ist die ausdrückliche Spezifikation der Konzeptualisierung. 15

16 Ontologien Ontologien: Motivation Digital gespeicherte Informationen existieren in großen Mengen Problem: Fehlertoleranter Zugriff Effiziente Suche Individuelle Filterung Lücke zwischen Bedeutung und Speicherung von Informationen 16

17 Typen der Ontologien Typen der Ontologien Ontologien für f r die Präsentation der Wissen. Allgemeine Ontologien. Top-level oder Upper level Ontologien. Domain Ontologien. Aufgabebezogene Ontologien. Domain- Aufgabebezogene Ontologien. Methode Ontologien. Applikation Ontologien. 17

18 Typen der Ontologien 18

19 Typen der Ontologien Ontologien für f r die Präsentation der Wissen. werden benutz für f r die formale Repräsentation der Wissen. Benutzen formale Definitionen als Präsentations sentations- Primitive (classes( classes, subclasses, attributes, values,, relations and axioms). bilden weitere Ontologien. Beispiele : RDF,RDF(S), DAML+OIL,OWL. 19

20 Typen der Ontologien Beispiel : Standart Units Ontology (Gomez-Perez 2003 Ontological Engin.): (defien-frameframe Minute :own-slot (( Documentation Time Unit ) (Instance-Of Unit-of of-measure)) :axiom-def ((Quantity.Dimension Minute Time-Dimension Dimension))) (defien-frameframe Second-of of-time :own-slots ((Documentation The SI standard unit of time ) (Instance-Of Si-Unit Unit-of of-measure) (Quantity.Dimension Time-Dimension Dimension)) :axiom-def ((=Minute (* 60 Second-Of Of-Time)))) 20

21 Ontologiesprachen Ontologiesprachen (1) Eine Ontologiesprache bezieht sich in aller Regel auf Konzepte (Klassen, Entitäten, ten,...) Eigenschaften von Konzepten (Slots( Slots, Attribute,...) und Relationen zwischen Konzepten (Assoziationen) und zusätzlicher Sprachmittel für f r Einschränkungen. nkungen. 21

22 Ontologiesprachen Ontologiesprachen (2) Größ öße e Bandbreite verschiedener Ontologiesprachen: Einfach (nur Konzepte und Taxonomie RDF) Frame-basiert (Konzepte plus Konzepteigenschaften RDF(S)) Logik-basiert (z. B. Ontolingua, DAML+OIL,...) 22

23 Ontologiesprachen Ontologiesprachen (3) Ontologien werden oftmals durch Diagramme ausgedrückt (meist nicht möglich dabei alles auszudrücken). Entity-Relationship Schemata und UML Klassendiagramme können k als Ontologiesprachen verstanden werden. 23

24 Merge (Union) jena.sourceforge.net/downloads.html 24

25 Anwendungen Computer Science: CS AKTive Space Überblick über die Universitäten ten in Großbritannien OntoWeb Thematisches Netzwerk 25

26 CS AKTive Space CS AKTive Space 3Stone 25 Millionen RDF Tripels Armadillo on the fly Interpretation in RDF OntoCopi Suche 26

27 OntoCopi OntoCopi Ontologiebasiertes Netzwerk Analyse Tool Untersucht die Zusammenhänge nge von Instanzen in der Wissensbasis Filterung relevanten Beziehungen durch Filterung der Pfaden im Netz 27

28 OntoCopi memberof 0.6 hasautor 1 attended 0.3 Alle Knoten A 1*0.6 zu D A=1+1*1+1*0.6 28

29 CS AKTive 29

30 OntoWeb OntoWeb Shared Concepts für OntoWeb Organisationen Dokumente Events Wissenschaftliche Ergebnisse Materialien 30

31 OntoWeb Framework ZOPE Zope DB DOGMA Framework für f r die Aufbau der Ontologien SEAL Erstellung und Verwaltung des Onlineportals 31

32 OntoWeb-SEAL 32

33 OntoWeb - DOGMA 33

34 Description Logic Sprache GRAIL Überprüfung der semantischen Korrektheit Formulierung der Bedingungen Mit begrenzter Anzahl der Konzepten, Folgerungen treffen 34

35 Werkzeuge (API) Protege Stanford Medical Informatics DaimlerChrysler isoco: : Intelligent Software for the Networked Economy Jena Bristol, UK HP Labs 35

36 Jena 2 Jena 2 Hewlett Packard Laboratories, Bristol jena.sourceforge.net/ Framework für f r die Erstellung von Semantic Web Applikationen 36

37 Jena 2 Jena and it s features: RDF API ARP - Jena's RDF/XML Parser Persistence Reasoning Subsystem Ontology Subsystem RDQL query language 37

38 Masterprojekt 'Ferienclub' 38

39 PROMPT-Protege Protege 2000 Natasha Noy, Ph.D. -- Senior Research Scientist Stanford Medical Informatics PROMPT-Protege Protege

40 PROMPT-Protege Protege

41 MOnTo Projekt Ferien Club MOnTo Ontologie merge Wissensvermittler Web Services 41

42 MOnTo 0.3 b. 42

43 Master Thesis Entwicklung und Merge (semi-automt.) von den Ontologien Strategie für f r die Ermöglichung des Automatischen Mergen. 2 Wörterbuche W Natürliche Sprache Graphen Web Services 43

44 Master Thesis People can t share knowledge if they don t speak a common language ([Davenport 1998]) 44

45 Literatur: web.at Asucion Gomez-Perez Mariano Fernadez-Lopez Lopez, Oscar Corcho Ontological Engineering Springer Verlag rdf-schema/ bs.de/lehre/ws0304/svs/work/rdf_paper_final.pdf 45

46 Literatur /AKTiveSpace/ ena.htm 46