Онтология инженерия - Ontology engineering

Пример построенной онтологии верхнего уровня MBED на основе номинального набора представлений .

В информатике , информатике и инженерных систем , онтология инженерия представляет собой поле , которое изучает методы и методики построения онтологии , которая включает в себя представление, официальное именование и определение категорий, свойств и отношений между понятиями, данными и юридических лиц. В более широком смысле, эта область также включает построение знаний предметной области с использованием формальных представлений онтологий, таких как OWL / RDF. Крупномасштабное представление абстрактных понятий, таких как действия, время, физические объекты и убеждения, было бы примером онтологической инженерии. Инженерия онтологий - одна из областей прикладной онтологии , и ее можно рассматривать как приложение философской онтологии . Основные идеи и цели инженерии онтологий также занимают центральное место в концептуальном моделировании .

Обзор

Инженерия онтологий направлена ​​на то, чтобы сделать явными знания, содержащиеся в программных приложениях, а также на предприятиях и бизнес-процедурах для конкретной области. Разработка онтологий предлагает направление к решению проблем взаимодействия, вызванных семантическими препятствиями, то есть препятствиями, связанными с определениями бизнес-терминов и классов программного обеспечения. Инжиниринг онтологий - это комплекс задач, связанных с разработкой онтологий для определенной области.

Автоматизированную обработку информации, не интерпретируемой программными агентами, можно улучшить, добавив богатую семантику к соответствующим ресурсам, таким как видеофайлы. Одним из подходов к формальной концептуализации представленных областей знаний является использование интерпретируемых машиной онтологий, которые предоставляют структурированные данные в RDF , RDFS и OWL или на их основе . Инженерия онтологий - это проектирование и создание таких онтологий, которые могут содержать больше, чем просто список терминов ( контролируемый словарь ); они содержат терминологические, утверждения и аксиомы отношений для определения концепций (классов), индивидов и ролей (свойств) ( TBox , ABox и RBox, соответственно). Инженерия онтологий - это относительно новая область исследования, касающаяся процесса разработки онтологий, жизненного цикла онтологий, методов и методологий для построения онтологий, а также наборов инструментов и языков, которые их поддерживают. Обычный способ обеспечить логическую основу онтологий - формализовать аксиомы с помощью логики описания , которая затем может быть преобразована в любую сериализацию RDF , такую ​​как RDF / XML или Turtle . Помимо аксиом логики описания, онтологии могут также содержать правила SWRL . Определения понятий могут быть сопоставлены с любым типом ресурса или сегментом ресурса в RDF , таким как изображения, видео и области интереса , для аннотирования объектов, людей и т. Д. И связывания их со связанными ресурсами в базах знаний , онтологиях и Наборы данных LOD . Эта информация, основанная на человеческом опыте и знаниях, ценна для тех, кто размышляет, для автоматизированной интерпретации сложного и неоднозначного содержания, такого как визуальное содержание мультимедийных ресурсов. Области применения рассуждений на основе онтологий включают, помимо прочего, поиск информации , автоматическую интерпретацию сцены и обнаружение знаний .

Языки онтологий

Дополнительная информация: язык онтологий

Язык онтологий является формальным языком , используемым для кодирования онтологии. Существует ряд таких языков для онтологий, как проприетарных, так и основанных на стандартах:

  • Общая логика - это стандарт ISO 24707, спецификация семейства языков онтологий, которые могут быть точно переведены друг в друга.
  • У проекта Cyc есть собственный язык онтологий под названием CycL , основанный на исчислении предикатов первого порядка с некоторыми расширениями более высокого порядка.
  • Gellish язык включает в себя правила для своего расширения и , таким образом , интегрирует онтологию с языком онтологий.
  • IDEF5 - это метод программной инженерии для разработки и поддержки удобных, точных онтологий предметной области.
  • KIF - это синтаксис логики первого порядка , основанный на S-выражениях .
  • Формат обмена правилами (RIF), F-Logic и его преемник ObjectLogic объединяют онтологии и правила.
  • OWL - это язык для создания онтологических утверждений, разработанный как продолжение RDF и RDFS , а также более ранних языковых проектов онтологий, включая OIL , DAML и DAML + OIL . OWL предназначен для использования во всемирной паутине , и все его элементы (классы, свойства и отдельные лица) определены как ресурсы RDF и идентифицируются с помощью URI .
  • OntoUML - это хорошо продуманный язык для определения справочных онтологий.
  • SHACL (язык ограничений RDF SHapes) - это язык для описания структуры данных RDF. Его можно использовать вместе с RDFS и OWL или независимо от них.
  • XBRL (Extensible Business Reporting Language) - это синтаксис для выражения бизнес-семантики.

Онтология инженерии в науках о жизни

Науки о жизни изобилуют онтологиями, которые биологи используют для осмысления своих экспериментов. Чтобы сделать правильные выводы из экспериментов, онтологии должны быть оптимально структурированы в соответствии с базой знаний, которую они представляют. Структуру онтологии необходимо постоянно изменять, чтобы она точно представляла лежащую в основе предметную область .

Недавно был внедрен автоматизированный метод для инженерных онтологий в науках о жизни, таких как генная онтология (GO), одна из наиболее успешных и широко используемых биомедицинских онтологий. Основываясь на теории информации, он реструктурирует онтологии так, чтобы уровни отражали желаемую специфику концепций. Подобные теоретико-информационные подходы также использовались для оптимального разделения онтологии генов. Учитывая математическую природу таких инженерных алгоритмов , эти оптимизации могут быть автоматизированы для создания принципиальной и масштабируемой архитектуры для реструктуризации онтологий, таких как GO.

Открытые биомедицинские онтологии (OBO), инициатива Национального центра биомедицинской онтологии США в 2006 году, обеспечивает общую «основу» для различных онтологических инициатив, среди которых:

и более

Методологии и инструменты для инженерии онтологий

Смотрите также

использованная литература

Всеобщее достояние Эта статья включает материалы, являющиеся  общественным достоянием, с веб-сайта Национального института стандартов и технологий https://www.nist.gov .

дальнейшее чтение

внешние ссылки