Εργαλεία και Μεθοδολογίες Μηχανικής Οντολογιών

Εργαλεία και Μεθοδολογίες Μηχανικής Οντολογιών
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Δεκέμβριος 2004 Κ. Κώτης 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών
Οντολογίες Τι είναι οντολογία Το πρόβλημα Παράδειγμα Είδη οντολογιών Γλώσσες Εφαρμογές 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Τι είναι οντολογία «Οντολογία είναι ένας τυπικός και σαφής ορισμός κοινών εννοιολογικών μορφοποιήσεων» (…a formal explicit specification of a shared conceptualization) (Gruber, 1993). «εννοιολογική μορφοποίηση» = αφηρημένη απλοποιημένη εικόνα του κόσμου που επιθυμούμε να αναπαραστήσουμε για κάποιο λόγο. «ορισμός» =αναπαριστά την εννοιολογική μορφοποίηση σε μία στερεότυπη μορφή. «τυπικός»= η οντολογία πρέπει να είναι κατανοητή από την μηχανή. «κοινός» = η οντολογία πρέπει να καταγράφει κοινά αποδεκτή γνώση 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Τι είναι οντολογία Οι οντολογίες συνυφαίνουν τον τρόπο που κατανοούν τα σύμβολα οι άνθρωποι και οι υπολογιστές (Chandrasekaran et al, 1999) Σύμβολα = όροι  μπορούν να ερμηνευτούν από ανθρώπους / μηχανές «Όρος» χρησιμοποιείται για να ορίσει μία συγκεκριμένη έννοια. Για τον άνθρωπο η ερμηνεία παρουσιάζεται με τον ίδιο τον όρο, (λέξη σε φυσική γλώσσα), και με σχέσεις μεταξύ των όρων (κατανοητές από τους ανθρώπους). Π.χ. η σχέση υπερώνυμου – υπώνυμου, που συνήθως αναφέρεται με τον όρο «είναι» (is-a). …δηλαδή μία έννοια (το υπερώνυμο) είναι γενικότερη από μία άλλη (το υπώνυμο). 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Το πρόβλημα το κενό µεταξύ της σηµασίας της πληροφορίας και της καταχωρηµένης πληροφορίας Η ενοποίηση ετερογενούς πληροφορίας Κοινή γλώσσα για τη διαχείρισης της γνώσης 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Παράδειγμα Οντολογία = ιεραρχία + συμπερασματικοί κανόνες
παράδειγμα μιας «ιεραρχίας», όπου οι πιο γενικές έννοιες βρίσκονται πάνω από τις πιο ειδικές Οντολογία = ιεραρχία + συμπερασματικοί κανόνες (παράγουν λογική) Class – Concept Slot – Property -Role Instance - Object 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Παράδειγμα Συμπέρασμα από την απλή σχέση is-a: κάθε Infrastructure είναι System και Facility από τους ανθρώπους και από τους υπολογιστές, λόγω του πραγματικού κόσμου και της τυπικής μορφής της σχέσης αντίστοιχα 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Παράδειγμα Συμπέρασμα από την σχέση instance-of: το στιγμιότυπο Boing737 είναι Airplane… … αλλά είναι και Craft, Vehicle, Transportation Means, Means, Facility λόγω της σχέσης is-a μεταξύ των εννοιών αυτών και του Airplane 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Παράδειγμα Απλές σχέσεις εύκολο να τις κατανοήσουν οι άνθρωποι Τυπική ερμηνεία των σχέσεων  η μηχανή παράγει συλλογιστική  ίδια συμπεράσματα που ένας άνθρωπος μπορεί να παράγει Ορισμός σχέσεων = κωδικοποίηση σχέσεων που είναι γνωστές στον άνθρωπο με μη σαφή τρόπο (π.χ. ένας άνθρωπος γνωρίζει ότι κάθε Airplane (αεροπλάνο) είναι ένα Transportation Means (μεταφορικό μέσο)) με ένα τυπικό σαφή τρόπο έτσι ώστε να είναι κατανοητές και από τις μηχανές. η μηχανή δεν αποκτά πραγματική «αντίληψη» η αντίληψη των ανθρώπων κωδικοποιείται με τέτοιο τρόπο ώστε η μηχανή να μπορεί να την επεξεργαστεί και να παράγει τα ίδια συμπεράσματα με τον άνθρωπο 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Είδη οντολογιών Ανάλογα με τη χρήση τους για Μηχανική Γνώσης Επεξεργασία Φυσικής Γλώσσας Αναπαράσταση Γνώσης Έξυπνη Ενοποίηση Πληροφορίας Ανάκτηση Πληροφορίας στο Διαδίκτυο Διαχείριση Γνώσης 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Είδη οντολογιών Με βάση τη γενικότητα… (Guarino, 1998) : Υψηλού-επιπέδου οντολογίες:περιγράφουν γενικές έννοιες, ανεξάρτητα από οποιοδήποτε πεδίο ενδιαφέροντος π.χ.WordNet (Miller et al, 1995), CYC (Lenat, 1995) Οντολογίες πεδίου ενδιαφέροντος (γενικές έννοιες συγκεκριμένου πεδίο ενδιαφέροντος) Οντολογίες Εφαρμογών (έννοιες που εξαρτώνται από το συγκεκριμένο πεδίο ενδιαφέροντος) 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Είδη οντολογιών Με βάση την εκφραστικότητα…(McGuinness, 2003) : Ελεγχόμενο Λεξιλόγιο (Controlled vocabulary): μία λίστα από όρους Θησαυρός γνώσης (Thesaurus): παρέχονται σχέσεις μεταξύ όρων όπως είναι αυτή των συνώνυμων Άτυπη ταξινομία (Informal taxonomy): υπάρχει μία σαφής ιεραρχία (υπώνυμο/υπερώνυμο) αλλά δεν υπάρχει κληρονομικότητα δηλ. ένα στιγμιότυπο μιας έννοιας δεν είναι απαραίτητα στιγμιότυπο του υπερώνυμού της. Τυπική Ταξινομία (Formal taxonomy): υπάρχει κληρονομικότητα Πλαίσια (Frames): ένα πλαίσιο (η αλλιώς, κλάση) περιέχει ένα αριθμό ιδιοτήτων και αυτές οι ιδιότητες κληρονομούνται από τα υπο-πλαίσια και τα στιγμιότυπα. Παραδείγματα προτύπων Πλαισίων είναι το XML, RDF(S) ( Περιορισμοί Τιμών (Value restrictions): οι τιμές των ιδιοτήτων περιορίζονται (π.χ. από ένα τύπο δεδομένων) Περιορισμοί Γενικής Λογικής (General logic constraints): οι τιμές των ιδιοτήτων μπορεί να περιοριστούν από λογικές ή μαθηματικές εξισώσεις χρησιμοποιώντας τιμές από άλλες ιδιότητες Περιορισμοί Λογικής Πρώτης Τάξης (First-order logic constraints): πολύ εκφραστικές γλώσσες οντολογιών όπως στο Ontolingua (Farquar et al, 1996) επιτρέπουν περιορισμούς λογικής πρώτης τάξεως μεταξύ των όρων και πιο λεπτομερείς σχέσεις όπως είναι η σχέση disjoint, inverse, part-whole, κλπ. Δεν μπορούν να εξαχθούν ολοκληρωμένα συμπεράσματα (semi-decidable) και δεν έχει μεγάλη υπολογιστική δυνατότητα για μεγάλες οντολογίες. Περιγραφική Λογική (Description Logics): Χρησιμοποιεί ένα περιορισμένο σύνολο της Λογικής Πρώτης Τάξης για την ιεραρχία της ορολογίας. Έχει καλύτερη υπολογιστική δυνατότητα σε σχέση με την Λογική πρώτης Τάξης, και η ικανότητα εξαγωγής συμπερασμάτων είναι περιορισμένη στον έλεγχο της συνέπειας μιας οντολογίας. Παραδείγματα: CLASSIC/ NeoCLASSIC (Borgida et al, 1989), και η FACT (Horrocks et al, 1999). 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Γλώσσες οντολογιών Δεκαετία ’80: συστήματα Αναπαράστασης Γνώσης όπως το KL-ONE (Brachman and Schmolze, 1985) και η CLASSIC (Borgida et al, 1989) Δεκαετία ’90: Ontolingua (Gruber, 1993), χρησιμοποιεί μία εσωτερική αναπαράσταση της γλώσσας KIF (Knowledge Interchange Format) (Genesereth et al, 1991), ικανό να συνεργάζεται με πολλές άλλες γλώσσες Αναπαράστασης Γνώσης, όπως είναι η KL-ONE, LOOM και η CLASSIC. Η KL-ONE, η CLASSIC και η LOOM χρησιμοποιούν το καθένα την δικιά τους οντολογική γλώσσα και όλα βασίζονται στην Περιγραφική Λογική (Baader et al, 2003) Η KIF βασίζεται στην Λογική Πρώτης Τάξης. Η KIF πρότυπο για την μοντελοποίηση των οντολογιών (1990). Χρήση της σε σημαντικά εργαλεία όπως το Ontolingua και σε σημαντικά έργα οντολογικής μηχανικής όπως είναι το «TOVE» (Toronto Virtual Enterprise) (Grüninger and Fox, 1995) και το «The Enterprise Ontology» (Uschold et al, 1998). Προς το τέλος του 1990, οι οντολογίες και Παγκόσμιος Ιστός. SHOE (Heflin and Hendler, 2000): σχολιασμός (metadata – meta-tags) ιστοσελίδων χρησιμοποιώντας τυπικές οντολογίες ενσωματωμένες σε HTML έγγραφα. Ontobroker (Fensel et al, 1998) και On2broker (Fensel et al, 2000), χρησιμοποιούν οντολογίες για να σχολιάσουν τις ιστοσελίδες και για να σχηματίσουν ερωτήματα και να ανακτήσουν απαντήσεις. Γλώσσα σχολιασμού που χρησιμοποιείται για το σχολιασμό HTML εγγράφων με αναφορά σε οντολογίες. Η ορολογία που χρησιμοποιείται από την γλώσσα σχολιασμού (annotation language), δηλ. η οντολογία, ορίζεται με τη χρήση της γλώσσας αναπαράστασης, βασισμένη στην F-Logic (Kifer et al, 1995). Η γλώσσα ερωτημάτων (query language) είναι υποσύνολο της γλώσσας αναπαράστασης, και χρησιμοποιείται για την ανάκτηση εγγράφων με βάση των σχολιασμό τους. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Γλώσσες οντολογιών 1999 To πρότυπο RDF ( αναπτύχθηκε ως γλώσσα για τον σχολιασμό των ιστοσελίδων με χρήση μετα-δεδομένων κατανοητά από τη μηχανή. Το RDF μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αναπαραστήσει γνώση με ένα περιορισμένο τρόπο. Το πρότυπο RDF Schema (RDFS) (Brickley and Guha, 2003), είναι μία σημασιολογική επέκταση του RDF. Παρέχει ένα πιο τυπικό συντακτικό και σημασιολογία από το RDF, και παρέχει ένα αριθμό βασικών οντολογικών στοιχείων μοντελοποίησης, όπως είναι η κλάσεις (classes) και οι ιδιότητές τους (properties). Tο RDF και το RDFS δεν είχαν καλά ορισμένη σημασιολογία, που σημαίνει ότι η μεταγλώττιση μίας οντολογίας RDFS ήταν ανακόλουθη. Με την ανάπτυξη της νέας γλώσσας Οντολογίας για το Web (OWL), έγινε αντιληπτό ότι καλά ορισμένη και καλά κατανοητή σημασιολογία ήταν απαραίτητη, δημιουργώντας έτσι ανανεωμένους ορισμούς για το RDF και RDFS. 2001 Tο πρότυπο DAML+OIL (Horrocks and Harmelen, 2001) αναπτύχθηκε ως οντολογική γλώσσα για το Web και σαν βάση για την Web Ontology Language (OWL) (Bechhofer et al, 2003). Η OWL είναι αναπόσπαστο κομμάτι του Σημασιολογικού ιστού όπως αναφέρεται από τον Berners-Lee (Berners-Lee et al, 2001), ως μία γλώσσα που παρέχει τη δυνατότητα να ορίσει κανείς ένα λεξιλόγιο. Λόγω της επιρροής του W3C (World Wide Web Consortium) και της μεγάλης αποδοχής της γλώσσας από την βιομηχανία και την ακαδημαϊκή κοινότητα, η OWL έχει πλέον την μορφή του προτύπου οντολογικής γλώσσας για τον Σημασιολογικό Ιστό. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Γλώσσες οντολογιών Οι Π.Λ έχουν μεγάλη επιρροή στις σύγχρονες γλώσσες οντολογιών. Γλώσσες όπως η OIL, η DAML+OIL και η OWL δανείζονται την τυπική σημασιολογία (formal semantics) τους από τις Π.Λ. Στην OIL για παράδειγμα, η υπαγωγή (subsumption) είναι ικανή για αποφάσεις (decidability) και με τη χρήση της Π.Λ FACT μπορεί να παρέχει μια αποτελεσματική συμπερασματική μηχανή για αυτό. Σε γενικές γραμμές, η υπαγωγή είναι μόνο μία από τις πολλές εργασίες συλλογιστικής δουλεύοντας με μια οντολογία. Άλλες είναι: κατάταξη στιγμιότυπων (instance classification), υπαγωγή ερωτήσεων (query subsumption) και απάντηση ερωτήσεων (query answering), πλοήγηση με οντολογίες (navigation through ontologies), κλπ. Το γενικό πρόβλημα που υπάρχει όταν χρησιμοποιούμε γλώσσες βασισμένες σε πλαίσια ως γλώσσα οντολογιών είναι η έλλειψη καλά-ορισμένης σημασιολογίας. Η καλά-ορισμένη σημασιολογία είναι απαραίτητη ώστε οι υπολογιστές να «καταλάβουν» την οντολογία, ή τουλάχιστον να την επεξεργαστούν με βάση καλά-ορισμένους κανόνες. Γενικά, οι γλώσσες βασισμένες σε πλαίσια δεν έχουν καλά-ορισμένη σημασιολογία. Ένα παράδειγμα γλώσσας που παρέχει καλά-ορισμένη και κατανοητή σημασιολογία είναι η F-Logic (Frame Logic), που βασίζεται στην λογική πρώτης τάξης. Σε αυτή τη γλώσσα η σημασιολογία ορίζεται με σαφή τρόπο. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Γλώσσες οντολογιών <?xml version='1.0' encoding='UTF-8'?> <!DOCTYPE rdf:RDF [ <!ENTITY a ' <!ENTITY rdf ' <!ENTITY daml ' ]> <rdf:RDF xml:base=" xmlns:a="&a;" xmlns:rdf="&rdf;" xmlns:daml="&daml;"> <daml:Ontology rdf:about="" daml:versionInfo="This is an export of Neoclassic to DAML"> <daml:imports rdf:resource=" </daml:Ontology> <daml:versionInfo rdf:ID="ATTGS131"/> <daml:Class rdf:ID="BOAT"> <daml:subClassOf rdf:resource="#VESSEL"/> </daml:Class> <daml:Class rdf:ID="FACILITY"> <daml:subClassOf rdf:resource="#TOP"/> <daml:Class rdf:ID="INFRASTRUCTURE"> <daml:subClassOf rdf:resource="#FACILITY"/> <daml:subClassOf rdf:resource="#SYSTEM"/> <daml:Class rdf:ID="MEANS"> …. (createConcept FACILITY TOP true) (createConcept SYSTEM TOP true) (createConcept INFRASTRUCTURE (and SYSTEM (and FACILITY))) (createConcept TRANSPORTATION-SYSTEM INFRASTRUCTURE true) (createConcept MEANS TOP true) (createRole exploit true) (createConcept TRANSPORTATION-MEANS (and MEANS (all exploit TRANSPORTATION-SYSTEM))) (createConcept VEHICLE TRANSPORTATION-MEANS true) (createConcept VESSEL VEHICLE true) (createConcept BOAT VESSEL true) (createConcept SHIP VESSEL true) (createConcept MOTOR-VEHICLE VEHICLE true) (createConcept CAR MOTOR-VEHICLE true) (createConcept TRUCK MOTOR-VEHICLE true) (createConcept CRAFT VEHICLE true) (createConcept AIRPLANE CRAFT true) (createIndividual BOIENG-737 AIRPLANE) 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εφαρμογές Semantic Web - ένας νέος τρόπος ώστε να γίνουν οι πληροφορίες στο Web κατανοητές από τις μηχανές. Ένας τρόπος για να ορίσεις τη γνώση τυπικά είναι η χρήση των οντολογιών. Μία πηγή πληροφόρησης στο Web θα πρέπει να περιέχει μία αναφορά σε μία οντολογία ή κάποια μορφή σχολιασμού που θα περιέχει τον ορισμό της γνώσης που εμπεριέχεται στην πηγή πληροφόρησης. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εφαρμογές «έξυπνοι πράκτορες» μπορούν να συλλέγουν πληροφορία από διάφορες πηγές και να τη συσχετίζουν, λόγω των τυπικών σχέσεων που υπάρχουν μέσα και μεταξύ των οντολογιών. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εφαρμογές «Αντί να ζητάμε από τις μηχανές να κατανοήσουν την ανθρώπινη γλώσσα, να ζητήσουμε από τους ανθρώπους να κάνουν την επιπλέον προσπάθεια» (Tim Berners- Lee) Τα μεταδεδομένα κάνουν σαφή την πληροφορία που είναι αόριστη (making explicit the implicit), εκθέτουν την πληροφορία για αναζήτηση, επεξεργασία και ενοποίηση. Μεταδεδομένα περιγραφών είναι δεδοµένα που περιγράφουν το περιεχόµενο και τη σηµασία των πηγών, αλλά όλοι (υπολογιστές και άνθρωποι) πρέπει να µιλάνε την ίδια γλώσσα. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εφαρμογές E-commerce - ειδική μορφή Ενοποίησης Εφαρμογών Επιχειρήσεων (Enterprise Application Integration). Eφαρμογές σε διαφορετικές επιχειρήσεις, ή ακόμα και αυθαίρετες οντότητες στον Ιστό πρέπει να ενοποιηθούν Β2C (Business-to-Consumer) and B2B (Business-to-Business): οι οντολογίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την σύγκριση συγκεκριμένων μορφών (π.χ. τιμή, έξοδα αποστολής) του ίδιου προϊόντος από πολλούς διαφορετικούς πωλητές. Αντί για wrapper (χρησιμοποιεί heuristics για να εξάγει κείμενο από τις ιστοσελίδες του προϊόντος του πωλητή), οντολογίες (για ανάκτηση της πληροφορίας του προϊόντος με τυπικό τρόπο) Συνεισφορά: πληροφορίες για ένα προϊόν μπορούν να αναζητούνται από ένα αριθμό πωλητών και να ενοποιούνται αυτόματα από τον πράκτορα, πριν ακόμα εμφανιστεί το αποτέλεσμα στον καταναλωτή (Shopbots) 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εφαρμογές Semantic Web Technologies: Explicit Metadata Ontologies Logic and Inference Agents 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εφαρμογές Τι βλέπουν οι μηχανές στο Web? 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εφαρμογές XML-RDF ετικέτες για αναπαράσταση γνώσης 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εφαρμογές Ένα παράδειγμα HTML σελίδας <h1>Agilitas Physiotherapy Centre</h1> Welcome to the home page of the Agilitas Physiotherapy Centre. Do you feel pain? Have you had an injury? Let our staff Lisa Davenport, Kelly Townsend (our lovely secretary) and Steve Matthews take care of your body and soul. <h2>Consultation hours</h2> Mon 11am - 7pm<br> Tue 11am - 7pm<br> Wed 3pm - 7pm<br> Thu 11am - 7pm<br> Fri 11am - 3pm<p> But note that we do not offer consultation during the weeks of the <a href=". . .">State Of Origin</a> games. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εφαρμογές Προβλήματα: Οι άνθρωποι δεν έχουν πρόβλημα Οι μηχανές (πράκτορες) έχουν: Πώς να ξεχωρίσουν τους therapists από την γραμματέα, Πώς να προσδιορίσουν ακριβείς ώρες ραντεβού Θα πρέπει να ακολουθήσουν τον υπερδεσμό State Of Origin games για να βρουν πότε γίνονται οι αγώνες 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εφαρμογές Μία καλύτερη αναπαράσταση: <company> <treatmentOffered>Physiotherapy</treatmentOffered> <companyName>Agilitas Physiotherapy Centre</companyName> <staff> <therapist>Lisa Davenport</therapist> <therapist>Steve Matthews</therapist> <secretary>Kelly Townsend</secretary> </staff> </company> 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Μηχανική Οντολογιών Μηχανική οντολογιών Περιορισμοί για τους εργάτες γνώσης Ανθρωποκεντρική μηχ. Οντολογιών Κριτήρια ανάπτυξης ανθρωποκεντρικών περιβαλλόντων μηχ. οντολογιών 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Μηχανική οντολογιών 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Μηχανική οντολογιών Ανάπτυξη (development) Αξιολόγηση (evaluation) Αξιοποίηση (exploitation) των εννοιολογικών μορφοποιήσεων που εξελίσσονται μέσα στις κοινωνίες σαν μέρος του «γνωρίζειν»¨(knowing) (Cook and Brown, 1999) 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Μηχανική οντολογιών Ανάπτυξη (development) προσωπικών εννοιολογικών μορφοποιήσεων (αυτοσχεδιάζουν, εξειδικεύουν, γενικεύουν, συνθέτουν υπάρχουσες εννοιολογικές μορφοποιήσεις βασιζόμενοι στις εμπειρίες τους και στην αλληλεπίδραση με άλλα μέλη της κοινωνίας) κοινά συμφωνημένων ομαδικών εννοιολογικών μορφοποιήσεων (συνεργατικά, οι εργάτες αντιστοιχούν εννοιολογικές μορφοποιήσεις άλλων με τις δικές τους και τις βάζουν στο πλαίσιο των δικών τους εμπειριών)ανταλλαγή - δημιουργία καινούργιας γνώσης. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Μηχανική οντολογιών Αξιολόγηση (evaluation) Αξιοποίηση (exploitation) Οι εννοιολογικές μορφοποιήσεις τοποθετούνται στην πρακτική ή στην κριτική των μελών της κοινωνίας. Τα μέλη τις συγκρίνουν με τις δικές τους εννοιολογικές μορφοποιήσεις και τις βάζουν στο πλαίσιο των δικών τους εμπειριών. Η αξιολόγηση μπορεί να αποδώσει νέο νόημα στις έννοιες, αφού αυτές βρίσκονται πλέον κάτω από το φως νέων εμπειριών και εξελισσόμενων περιβαλλόντων. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εμπόδια Μηχανικός γνώσης (knowledge/ontology engineer) Ή
Εργάτης γνώσης (knowledge worker); Άγνοια εργατών: α) σε σχέση με τις γλώσσες τυπικής αναπαράστασης της γνώσης και γενικότερα με τις αρχές και τις μεθόδους της μηχανικής γνώσης β) σε σχέση με τις μεθόδους και τεχνικές για την κατασκευή και σύνθεση των οντολογιών 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εμπόδια Η τοποθέτηση περιβαλλόντων μηχανικής οντολογιών -διαδικασία ανάπτυξης οντολογιών σε επίπεδο συμβολικής (εξειδικευμένης) γλώσσας- σε οργανισμούς με περιορισμένη εμπειρία σε θέματα οντολογιών οδηγεί τις κοινωνίες στην ανάπτυξη σημασιολογικά φτωχών θησαυρών γνώσης, ή ακόμα και στην εγκατάλειψη των προσπαθειών για σημασιολογικό σχολιασμό των πόρων τους, αφού στις περισσότερες περιπτώσεις δεν είναι διατεθειμένοι να πληρώσουν τα έξοδα που αντιστοιχούν σε μηχανικούς γνώσης. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργάτης γνώσης Ο εργάτης γνώσης είναι κάθε μέλος μιας κοινωνίας που παράγει και αξιοποιεί πληροφορία. Τέτοιες κοινωνίες είναι πιθανόν να αποτελούνται από εργάτες ενός οργανισμού ή χρήστες του Παγκόσμιου Ιστού με κοινά ενδιαφέροντα. Λόγω της διαρκούς ενημέρωσης, αλλαγής και εξέλιξης των οντολογιών, πρέπει να υπάρχει μία στενή συνεργασία μεταξύ των μηχανικών και των εργατών γνώσης, καθιστώντας αναγκαία την ενεργή και καθοριστική ανάμειξη των τελευταίων σε πολλές φάσεις των διαδικασιών της μηχανικής των οντολογιών (Stojanovic and Motik, 2002). 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Ανθρωποκεντρική μηχ. Οντολογιών
Σκοπός: Να υποστηρίξουμε την ενεργή και αποφασιστική συμμετοχή των εργατών γνώσης σε όλες τις φάσεις του κύκλου ζωής μιας οντολογίας (δημιουργία, αξιολόγηση, αξιοποίηση, εξέλιξη). Να δώσουμε δυνατότητες στους εργάτες να αναπτύσσουν και να διαχειρίζονται τις οντολογίες τους διαμορφώνοντας τον προσωπικό τους χώρο πληροφοριών με τρόπο που είναι συνυφασμένος με τις καθημερινές τους δραστηριότητες 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Κριτήρια Θέματα για την ανάπτυξη ανθρωποκεντρικών συστημάτων μέσα σε εξελισσόμενες οργανικές δομές: Να επιτρέπεται ένας επιλεκτικός τρόπος στην ανάπτυξη των οντολογιών Να παρέχεται η δύναμη της αλληλεπίδρασης με τις εννοιολογικές μορφοποιήσεις με ένα φυσικό και συνεπή τρόπο Να παρέχονται τα μέσα για την ανταλλαγή, χρήση, και αξιολόγηση των οντολογιών με διαλογικό τρόπο Να λαμβάνονται υπόψη οι αντιστοιχήσεις των ορισμών εννοιών με άλλες οντολογίες και /ή λεξικολογικές πηγές. Όλος ο κύκλος ζωής πρέπει να υποστηρίζεται από κατάλληλα εργαλεία. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Τι είναι μεθοδολογία μηχ. οντολογιών Ιστορική αναδρομή Παραδοσιακές μεθοδολογίες Η μεθοδολογία OnToKnowledge Σύγχρονες μεθοδολογίες (DILIGENT, HCOME) Κριτήρια – Σύγκριση - Συμπεράσματα 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Τι είναι Μεθοδολογία είναι ένα σύνολο από ενοποιημένες τεχνικές ή μεθόδους που απαρτίζουν μία γενική θεωρία συστημάτων για το πώς (δηλ. με ποια προσέγγιση) ένα σύνολο εργασιών βασισμένο στην σκέψη οφείλει να εκτελεστεί (IEEE, 1995). …το πώς να χτίσει κανείς μια οντολογία από την αρχή ή να επαναχρησιμοποιήσει υπάρχουσες οντολογίες 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Ιστορική αναδρομή Οι υπάρχουσες μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών: Δίνουν έμφαση στον ρόλο του μηχανικού γνώσης (ή μιας κεντρικής δομής που ηγείται ένα ελεγκτικό συμβούλιο, του οποίου ο ρόλος είναι να συλλέγει και να αναλύει αιτήσεις για αλλαγές σε μία μοναδική κοινή οντολογία) στην εκτέλεση δράσεων μηχανικής οντολογιών. Δεν υποστηρίζουν την αρμονική ενσωμάτωση των δράσεων μηχανικής γνώσης στις καθημερινές δραστηριότητες των εργατών γνώσης. Αυτό θα πρέπει να αφορά μιας προσέγγισης βασισμένη σε αρχές, η οποία θα ασχολείται με συγκεκριμένες ανάγκες και περιορισμούς των εργατών γνώσης. Δεν υποστηρίζονται πλήρως από εργαλεία που να δίνουν την δυνατότητα σε εργάτες γνώσης να πάρουν ενεργά μέρος στον κύκλο ζωής της οντολογικής μηχανικής 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Ιστορική αναδρομή Uschold and King (1995) Grüninger and Fox (1995) METHODOLOGY (1999) OnToKnowledge (2000) ανάπτυξη, συντήρηση, και εξέλιξη των οντολογιών είναι μια διαδικασία που καθοδηγείται από τον μηχανικό γνώσης, μέσα σε μια εφαρμογή (application-oriented) DILIGENT (2004) δίνει σημασία στον ρόλο του εργάτη γνώσης και στην ενεργή και αποφασιστική συμμετοχή του στον κύκλο ζωής της οντολογικής μηχανικής (Όχι Πλήρως) 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Ιστορική αναδρομή Uschold and King (1995) Εμπειρία από ανάπτυξη της Enterprise Ontology, (μοντελοποίηση διαδικασιών μέσα σε μια επιχείρηση) Βήματα: Αναγνώριση του σκοπού και ποιοι είναι οι προτιθέμενοι χρήστες της Χτίσιμο της οντολογίας, που είναι χωρισμένο σε τρία βήματα: Σύλληψη της οντολογίας, που σημαίνει: Αναγνώριση των σημαντικών εννοιών και των σχέσεών τους μέσα στο πεδίο ενδιαφέροντος, δηλ. ορισμός πεδίου δράσης Παραγωγή με ακρίβεια και σαφήνεια ορισμών κειμένου για τέτοιες έννοιες και σχέσεις Αναγνώριση όρων που αναφέρονται σε τέτοιες έννοιες και σχέσεις Συμφωνία όλων των παραπάνω Κωδικοποίηση: σαφή αναπαράσταση της γνώσης που αποκτιέται προηγουμένως με τη χρήση τυπικής γλώσσας. Ενοποίηση υπαρχόντων οντολογιών: Κατά τη διάρκεια των διαδικασιών της σύλληψης και/η της κωδικοποίησης, υπάρχει το ερώτημα για το αν και πως χρησιμοποιεί κανείς οντολογίες που ήδη υπάρχουν. Αξιολόγηση: όπου οι συγγραφείς των οντολογιών κάνουν τεχνική κριτική των οντολογιών, του προγραμματιστικού περιβάλλοντος που τις έφταιξαν, και των κειμένων τεκμηρίωσης, σε σχέση με ένα πλαίσιο αναφοράς. Το πλαίσιο αναφοράς μπορεί να είναι «καθορισμός απαιτήσεων», «ερωτήσεις επάρκειας», ή/και «ο πραγματικός κόσμος» (Gómez-Pérez et al., 1995). Τεκμηρίωση: προτείνει την ύπαρξη τεκμηρίωσης των οντολογιών, πιθανόν με διαφορετικό τρόπο ανάλογα με τον τύπο και τον σκοπό της κάθε οντολογίας. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Ιστορική αναδρομή Grüninger and Fox (1995) Εμπειρία που αποκτήθηκε κατά τη διάρκεια ανάπτυξης της οντολογίας για το έργο TOVE [Grüninger et al., 1995 Βήματα: Σύλληψη των σεναρίων κινήτρων: Τα σενάρια κινήτρων είναι προβλήματα-ιστορίες ή παραδείγματα που δεν είναι ικανοποιητικά διευθετημένα από υπάρχουσες οντολογίες. Ένα υποκινούμενο σενάριο επίσης παρέχει ένα σύνολο από διαισθητικά πιθανές λύσεις στα προβλήματα του σεναρίου. Αυτές οι λύσεις παρέχουν μία μη τυπική προτιθέμενη ερμηνεία (σημασιολογία) για τα αντικείμενα και τις σχέσεις τους που αργότερα θα συμπεριληφθούν στην οντολογία. Κάθε πρόταση για καινούργια οντολογία ή για προέκταση υπάρχουσας θα πρέπει να περιγράφει ένα ή περισσότερα σενάρια κινήτρων, και το σύνολο των προτιθέμενων λύσεων των προβλημάτων που παρουσιάζονται στα σενάρια. Τυποποίηση των άτυπων ερωτημάτων επάρκειας (competency questions): Αυτά είναι βασισμένα στα σενάρια που έχουν δημιουργηθεί στο προηγούμενο βήμα και μπορούν να θεωρηθούν ως απαιτήσεις εκφραστικότητας που είναι σε μορφή ερωτήσεων. Μία οντολογία πρέπει να μπορεί να αναπαραστήσει αυτές τις ερωτήσεις χρησιμοποιώντας την ορολογία της, και να μπορεί να χαρακτηρίζει τις απαντήσεις χρησιμοποιώντας τα αξιώματα και τους ορισμούς. Οι ερωτήσεις παίζουν το ρόλο των περιορισμών για το τι μπορεί να είναι μία οντολογία, παρά για το καθορισμό ενός συγκεκριμένου σχεδίου με τις αντίστοιχες οντολογικές δεσμεύσεις. Δεν υπάρχει μία μοναδική οντολογία που είναι συνδεδεμένη με ένα σύνολο από ερωτήσεις επάρκειας. Οι ερωτήσεις επάρκειας χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση των οντολογικών δεσμεύσεων που έχουν γίνει ώστε να γίνει γνωστό αν η οντολογία τηρεί τις απαιτήσεις. Ορισμός της ορολογίας της οντολογίας μέσα σε μία τυπική γλώσσα: Αναζήτηση της άτυπης ορολογίας. Μόλις οι άτυπες ερωτήσεις επάρκειας είναι διαθέσιμες, το σύνολο των όρων που χρησιμοποιείται μπορεί να εξαχθεί από αυτές. Αυτοί οι όροι αποτελούν την βάση για τον ορισμό της ορολογίας σε μία τυπική γλώσσα. Ορισμός της τυπικής ορολογίας. Αφού έχουν διατυπωθεί οι άτυπες ερωτήσεις επάρκειας, η ορολογία της οντολογίας ορίζεται με τη χρήση μίας τυπικής γλώσσας όπως είναι η KIF (Geneseret and Fikes, 1992). Αυτοί οι όροι θα επιτρέψουν να εκφραστούν οι ορισμοί και οι περιορισμοί αργότερα με τη χρήση αξιωμάτων. Τυποποίηση των τυπικών ερωτήσεων επάρκειας με τη χρήση της ορολογίας της οντολογίας. Καθορισμός αξιωμάτων και ορισμών για τους όρους της οντολογίας μέσα στην τυπική γλώσσα. Τα αξιώματα καθορίζουν τους ορισμούς των όρων μέσα στην οντολογία και περιορίζουν την ερμηνεία τους. Ορίζονται ως προτάσεις Λ.Π.Τ. χρησιμοποιώντας αξιώματα για να ορίσει τους όρους και τους περιορισμούς για αντικείμενα της οντολογίας. Αυτή η ανάπτυξη των αξιωμάτων για την οντολογία με βάση τις ερωτήσεις επάρκειας είναι μία επαναληπτική διαδικασία. Καθορισμός συνθηκών για τον χαρακτηρισμό της πληρότητας της οντολογίας. Όταν οι ερωτήσεις επάρκειας έχουν και τυπικά οριστεί, πρέπει να οριστούν οι συνθήκες κάτω από τις οποίες οι απαντήσεις στις ερωτήσεις είναι πλήρεις. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Ιστορική αναδρομή Grüninger and Fox (1995) 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Ιστορική αναδρομή METHODOLOGY (1999) έχει τις ρίζες της στις βασικές ενέργειες που έχουν αναγνωριστεί από τη διαδικασία ανάπτυξης λογισμικού (IEEE, 1996) και από τις μεθοδολογίες μηχανικής γνώσης Βήματα: Ορισμό της οντολογίας (Specification phase) για αρχή. Ταυτόχρονα με αυτή τη φάση ξεκινά και η ενέργεια της απόκτησης γνώσης (knowledge acquisition). Μόλις το πρώτο πρωτότυπο έχει οριστεί, η κατασκευή του εννοιολογικού μοντέλου επιτυγχάνεται στην εννοιολογική φάση. Εννοιολογική Μορφοποίηση (Conceptualization phase). Αυτή η φάση είναι σαν να συναρμολογείς ένα παζλ από τα κομμάτια που δίνονται από την φάση knowledge acquisition, η οποία ολοκληρώνεται κατά τη διάρκεια της φάσης Εννοιολογικής Μορφοποίησης. Τυποποίηση και Υλοποίηση (Formalization & Implementation phase). Η φάση της τυποποίησης και υλοποίησης της οντολογίας εκτελείται. Εάν εντοπιστεί κάποια έλλειψη στην οντολογία, μπορεί κανείς να επιστρέψει στην φάση ορισμού για να κάνει τις απαιτούμενες αλλαγές. Στον κύκλο ζωής της οντολογίας κατά την METHONTOLOGY, ο έλεγχος, η εξασφάλιση ποιότητας, η απόκτηση γνώσης, η ενοποίηση, η αξιολόγηση, η τεκμηρίωση, και το configuration management εκτελούνται ταυτόχρονα με τις δραστηριότητες ανάπτυξης της οντολογίας. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Ιστορική αναδρομή METHODOLOGY (1999) διαφορετικές ενέργειες που είναι να εκτελεστούν κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης μίας συγκεκριμένης οντολογίας μπορεί να εμπλέξει και την εκτέλεση άλλων τύπων ενεργειών σε άλλες οντολογίες που ήδη έχουν φτιαχτεί ή είναι σε φάση ανάπτυξης (Fernández-López et al., 2000) Intradependencies=σχέσεις μεταξύ των ενεργειών που εκτελούνται μέσα στην ίδια την οντολογία Ιnterdependencies =οι σχέσεις των ενεργειών που εκτελούνται μεταξύ διαφορετικών οντολογιών Αντί να μιλάμε για το κύκλο ζωής μίας οντολογίας, τώρα μιλάμε για διασταυρωμένους κύκλους ζωής οντολογιών συνολικό σύστημα διαχείρισης των οντολογιών επειδή…: π.χ. πριν την ενοποίηση μιας οντολογίας με μία καινούργια οντολογία, η οντολογία αυτή αλλάζει ή συγχωνεύεται με άλλες οντολογίες του ίδιου πεδίου ενδιαφέροντος 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Ιστορική αναδρομή OnToKnowledge (2000) Σκοπός: να εισάγει και να συντηρεί επιχειρηματικές εφαρμογές διαχείρισης γνώσης βασισμένης σε οντολογίες Σε αντίθεση με αυτές που αναφέρθηκαν προηγουμένως, οι οποίες περισσότερο περιορίζουν την προσοχή τους μέσα στην ίδια την οντολογία, η μεθοδολογία On-To-Knowledge εστιάζει στην ανάπτυξη των οντολογιών με γνώμονα την εφαρμογή (application-driven) κατά τη διάρκεια της δημιουργίας των συστημάτων διαχείρισης γνώσης βασισμένα σε οντολογίες. Καλύπτει θέματα από τις αρχικές φάσεις στησίματος ενός έργου διαχείρισης γνώσης μέχρι το τελικό ξετύλιγμα ενός συστήματος διαχείρισης γνώσης βασισμένο σε οντολογίες 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Ιστορική αναδρομή OnToKnowledge (2000) Μελέτη Σκοπιμότητας Αναγνώριση πεδίου ενδιαφέροντος ( προβλημάτων, ευκαιριών, λύσεων) τοποθέτηση στην προοπτική του οργανισμού (χρόνος) Αναγνώριση εμπλεκόμενων ανθρώπων Απόφαση για υλοποίηση Στηρίζεται στην μελέτη σκοπιμότητας της CommonKADS (Schreiber et al., 1999) Εκκίνηση σύλληψη και καταγραφή των απαιτήσεων, ερωτηματολόγια επάρκειας τι πρέπει μια οντολογία να υποστηρίζει καθοδήγηση του μηχανικού οντολογιών να αποφασίσει για την ιεραρχική δομή των εννοιών μέσα στην οντολογία Εντοπισμός πηγών γνώσης (άνθρωποι – αρχεία) Ανάπτυξη της βασικής οντολογίας Ραφινάρισμα παραγωγή μίας ώριμης και εφαρμογοστραφής (application-oriented) οντολογίας-στόχος (target-ontology) με βάση τον ορισμό που δόθηκε στην φάση Εκκίνησης Βήματα: διαδικασία εξόρυξης γνώσης από τους ειδικούς του πεδίου ενδιαφέροντος διαδικασία τυποποίησης για την μετατροπή της αρχικής οντολογίας σε οντολογία-στόχος, εκφρασμένη σε τυπική γλώσσα αναπαράστασης (OWL) Βελτίωση εννοιών και σχέσεων Προσθήκη αξιωμάτων Αξιολόγηση απόδειξη της χρησιμότητας των αναπτυγμένων οντολογιών και του συσχετισμένου προγραμματιστικού περιβάλλοντος Η οντολογία-στόχος πληρεί τις οντολογικές απαιτήσεις; Η οντολογία υποστηρίζει ή απαντά στις ερωτήσεις επάρκειας; Ανατροφοδότηση πληροφοριών από χρήστες–ελεγκτές! Τεχνο-κεντρική, Χρηστο-κεντρική, Εφαρμογο-κεντρική Οντολογο-κεντρική αξιολόγηση Εξέλιξη – Συντήρηση Ο κόσμος εξελίσσεται άρα πρέπει και οι οντολογίες. Ενημέρωση των αλλαγών με συντήρηση. Ως πότε; Από ποιον; Κόστος; Διαχείριση εκδόσεων (versioning)! Re-using ontologies (merge)! 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Ιστορική αναδρομή OnToKnowledge (2000) Συμπεράσματα από την εφαρμογή της Η συνεργατική μηχανική οντολογιών είναι απαραίτητη αλλά συνάμα απαιτεί φυσική παρουσία και υποστήριξη από εξελιγμένο εργαλείο Ο καταιγισμός από ιδέες (brainstorming) είναι πολύ χρήσιμος στις πρώτες φάσης της οντολογικής μηχανικής, ειδικά για τους εξειδικευμένους πάνω σε ένα πεδίο ενδιαφέροντος που όμως δεν είναι γνώστες των τεχνικών μοντελοποίησης. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Παραδοσιακές μεθοδολογίες
Η METHONTOLOGY παρέχει τη μεγαλύτερη λεπτομερή περιγραφή για κάθε διαδικασία Όμως η On-To-Knowledge αναγνωρίζει περισσότερες διαδικασίες από τις άλλες Η μεγαλύτερη δυναμική της Grüninger and Fox’s είναι ο μεγάλος βαθμός τυποποίησης. Όμως ο κύκλος ζωής της οντολογίας δεν είναι πλήρως ορισμένος. Επίσης η μεθοδολογία δεν έχει δοκιμαστεί στο πεδίο των επιχειρήσεων. Η Uschold and King’s μεθοδολογία έχει τις ίδιες παραλήψεις με την προηγούμενη, και επίσης είναι λιγότερη λεπτομερής. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Παραδοσιακές μεθοδολογίες
εστιάζουν στις ενέργειες ανάπτυξης-υλοποίησης της οντολογίας στα πλαίσια μιας εφαρμογής δεν δίνουν ιδιαίτερη έμφαση στην συνεργατική ανάπτυξη, εξέλιξη (reuse, maintenance), και αξιολόγηση των οντολογιών (αναγκαία για τον Σημασιολογικό Ιστό) 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Σύγχρονο πλαίσιο μηχ. οντολογιών
λαμβάνονται υπόψη θέματα που σχετίζονται με κατανεμημένα (distributed), δυναμικά (dynamic), και μη ελεγχόμενα (loosely-controlled) περιβάλλοντα όπως είναι ο Παγκόσμιος Ιστός. Η μεθοδολογία DILIGENT (Pinto et al, 2004) 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Σύγχρονο πλαίσιο μηχ. οντολογιών
DILIGENT (2004) Build Local adaptation Analysis Revision Local update 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Ιστορική αναδρομή DILIGENT (2004) κατανεμημένο περιβάλλον (??) Θεωρία Ρητορικής Δομής (Rhetorical Structure Theory, RST) για διάλογο Control Board για έλεγχο και επικύρωση Κοινή οντολογία – εκδόσεις οντολογίας χρηστών – αλλά Version management??? 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Ιστορική αναδρομή DILIGENT (2004) Μόλις η αρχική οντολογία είναι διαθέσιμη, οι χρήστες μπορούν να την χρησιμοποιούν και να την προσαρμόζουν στις δικές τους ανάγκες τοπικά. Στο τοπικό τους περιβάλλον οι χρήστες μπορούν να αλλάξουν την «κοινή» οντολογία. Δεν επιτρέπεται να αλλάξουν άμεσα την οντολογία που μοιράζονται όλοι οι χρήστες στο κοινόχρηστο χώρο Το ελεγκτικό συμβούλιο (control board) είναι υπεύθυνο για την συγκέντρωση των αιτήσεων για αλλαγές στην κοινή οντολογία και για την ενημέρωσή της 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Ιστορική αναδρομή DILIGENT (2004) H RST χρησιμοποιείται για να αναλύει συζητήσεις κατά την αναζήτηση μίας συμφωνίας (consensus) μέσα σε εξελισσόμενες και κατανεμημένες διαδικασίες μηχανικής οντολογιών. Σύμφωνα με τα πειράματα που διεξήχθησαν στο μοντέλο οντολογικής μηχανικής DILIGENT με τη χρήση συζητήσεων (argumentation), υπάρχουν ισχυρά στοιχεία ότι ένα πλαίσιο εργασίας συζητήσεων συνεισφέρει αποφασιστικά στην επιτάχυνση της διαδικασίας κατασκευής μιας πραγματικά κοινής (shared) οντολογίας. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Ανθρωποκεντρική προσέγγιση
HCOME (Kotis & Vouros, 2004) η ενεργή και αποφασιστική συμμετοχή των εργατών γνώσης στον κύκλο ζωής της οντολογίας αναδεικνύεται: οντολογίες αναπτύσσονται και διαχειρίζονται με βάση τις δυνατότητες των εργατών γνώσης μεμονωμένα ή και συνεργατικά με διάλογο τοποθετούνται στο πλαίσιο των εμπειριών των εργατών, σαν ένα ενσωματωμένο κομμάτι του «γνωρίζειν» τους 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

HCOΜE Human Centered Ontology eng. MEthodology Δίνει έμφαση στο τρόπο με τον οποίο οι οντολογίες ζουν μέσα στο τρίγωνο Άνθρωπος – Περιβάλλον – Μηχανή Σκοπός: να ενδυναμώσει τους εργάτες γνώσης ώστε να διαχειρίζονται τις εννοιολογικές τους μορφοποιήσεις με τον πιο φυσικό τρόπο, μέσα από μία συνεχή διαδικασία ανάπτυξης «ζωντανών» οντολογιών. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

HCOΜE Ενδυναμώνει κοινότητες εργατών γνώσεις να σχηματίζουν το πληροφοριακό τους χώρο συνεργατικά, συμμετέχονας ενεργά στον κύκλο ζωής μιας οντολογίας Υποστηρίζει προσωπικές και κοινόχρηστες εργασίες οντολογικής μηχανικής, για την ανάπτύξη «ζωντανών» οντολογιών σε συνεχώς μεταβαλλόμενο – εξελισσόμενο περιβάλλον Ελαχιστοποιεί την προσπάθεια της μηχανικής οντολογιών σε επίπεδο διεπαφής Βάζει τους εργάτες ως κύριους ρόλους στον κύκλο ζωής της οντολογίας Επιταχύνει τις διαδικασίες γνώσης Παρέχει δυνατότητα για συζητήσεις, σχολιασμό, αξιολόγηση διαφόρων εκδόσεων προσωπικών, κοινών και συμφωνημένων οντολογιών. We have worked in parallel to other research efforts concerning methods and techniques for ontol. Eng. Our interest is on a Human Centered and Decentralized approach in order to: To empower communities of knowledge workers to synergistically shape their information space by being actively involved in the ontology engineering life-cycle To support personal and shared tasks of ontology engineering towards devising living ontologies We conjecture that we can achieve this by: Minimizing the upfront knowledge engineering effort Putting K.W into the ontology development life-cycle, in close collaboration with K.E Accelerating the knowledge processes, in most of the cases without the need of a K.Eng., giving knowledge worker the opportunity to capture, disseminate, discuss, argue about his conceptualizations. providing (especially) support for managing discussions upon versions of personal, shared, and agreed ontologies. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

HCOΜE Ανθρωποκεντρική και κατανεμημένη προσέγγιση Υποστηρίζεται πλήρως από εργαλεία Υποστηρίζει προσωπικές και κοινές ενέργειες κατασκευής οντολογιών Υποστηρίζει διαδικασίες για «ζωντανές» οντολογίες (αξιολόγηση, εξέλιξη, συντήρηση) The proposed methodology of HCOME is characterised (in comparison to other approaches) by : Human Centred oriented approach, with active and accentuated participation of K.W. Decentralized setting, with personal ontologies to reside in each worker’s information space Tool support in each phase and in every task Support of not only personal but also shared processes such as requirements specification, use and evaluation of ontologies Evolution management support through ontology versions tracking and comparison tasks, record of structured discussions upon them, exchange, update, and reuse of ontologies tasks. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

HCOΜE Επαναληπτική & Συνεχιζόμενη Χρήση και Αξιολόγηση οντολογιών: Συζητήσεις και κριτική συνεργατικά Σύγκριση εκδόσεων οντολογιών Πλοήγηση/ αξιοποίηση συμφωνημένων οντολογιών Διαχείριση αποθηκευμένων συζητήσεων για μια οντολογία The approach is iterative and continuous. To devise and maintain living ontologies in evolving domains and open environments, such as the Semantic Web, this iteration is rather necessary to keep on “for ever” until there is not reason for their existence. To achieve the evolution of living ontologies, we need to incorporate tasks such as:…see slide 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

HCOΜE Ontology life-cycle phases Processes Tasks Specification Define goals and scope, find knowledge sources discuss requirements (S) produce documents (S) identify collaborators, specify the scope, aim of the ontology (S) Conceptualization Acquire knowledge import from ontology libraries (P) consult generic top ontology (P) consult domain experts by discussion (S) Develop & Maintain improvise (P) manage conceptualizations (P) merge versions(P) compare own versions (P) generalize/specialize versions (P) add documentation (P) Exploitation Use ontology browse ontology (P) exploit in applications Evaluate ontology initiate arguments and criticism collaboratively (S) compare others’ versions (S) browse/exploit agreed ontologies (S) manage the recorded discussions upon an ontology (S) The phases and tasks that knowledge workers perform in the HCOME methodology. These tasks are performed in a loop, until a consensus has been reached between knowledge workers. These tasks are either performed in worker’s personal space (marked with a P), or they are performed in the shared space provided by a collaborative ontology engineering environment such as SharedHCONE (marked with an S). A worker can initiate any task in his personal or shared space, or take part to a shared task that has been initiated by other members of the community. Follows a short description of the tasks of its process and phase… 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών HCONE(Kotis & Vouros, 2003) σχεδιάστηκε και αναπτύχθηκε λαμβάνοντας υπόψη τα θέματα ανθρωποκεντρικής μηχανικής οντολογιών, με σκοπό να υποστηρίξει την μεθοδολογία HCOME Most COMPLETE 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

HCOΜE Φάση Καθορισμού Απαιτήσεων (Specification phase) Υλοποιείται μέσα στο κοινόχρηστο χώρο και περιλαμβάνει: Τον προσδιορισμό του σκοπού και του πλαισίου της οντολογίας. Ένα διάλογο διαφωνιών (argumentation dialogue) μεταξύ των μελών της ομάδας με σκοπό να εξασφαλίσουν κοινά αποδεκτές προδιαγραφές απαιτήσεων. Καταγραφή των κοινά αποδεκτών προδιαγραφών σε κατάλληλες φόρμες και έγγραφα Enables criticism, identifying possible opportunities for members’ collaboration Encourages feedback among community members Overcomes deadlocks within problematic situations that arise in ontology specification Supports evaluation of developed ontologies Provides an additional ontology versioning mechanism that records motivation behind changes A shared space contains those ontologies that are conversationally constructed and for which the corresponding group has not reached an agreement. An agreed space is part of this shared space and contains those ontologies for which a group has reached an agreement. Any community member can post a new ontology to the shared space, specifying the subject, scope and aim for building this new shared ontology. At the same time, any collaborator can download to her personal space an ontology version developed by other community members, re-specify, change, enrich, compare, merge it with her own, exploit it, and send it back to the shared space, posting new issues, arguments and so forth. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

HCOΜE Φάση Εννοιολογικής Μορφοποίησης (Conceptualization phase) Υλοποιείται μέσα στο προσωπικό χώρο και περιλαμβάνει: Την εισαγωγή υπαρχόντων οντολογιών, για την επαναχρησιμοποίηση των εννοιολογικών μορφοποιήσεων. Την συμβουλή γενικών οντολογιών, θησαυρών γνώσης, και πηγών του πεδίου ενδιαφέροντος, για καλύτερη κατανόηση και διευκρίνιση των εννοιολογικών μορφοποιήσεων του πεδίου ενδιαφέροντος, αποκαλύπτοντας τη προτιθέμενη ερμηνεία των οντολογικών ορισμών. Τον αυτοσχεδιασμό των οντολογιών, επιτρέποντας την από-την-αρχή ανάπτυξη οντολογιών βασισμένες στις αντιλήψεις των εργατών για το πεδίο ενδιαφέροντος. Την αντιστοίχηση, συγχώνευση, και διαχείριση πολλαπλών εκδόσεων οντολογιών, υποστηρίζοντας έτσι την επαναχρησιμοποίηση και την εξέλιξη. Την σύγκριση διαφορετικών εκδόσεων οντολογιών, για την παρακολούθηση της εξέλιξης των οντολογιών και για την αναγνώριση οντολογιών που μπορούν να συγχωνευτούν. Την επισύναψη πληροφορίας στις έννοιες της οντολογίας με επιπλέον σχόλια, παραδείγματα και λεπτομέρειες για τον ορισμό τους Enables criticism, identifying possible opportunities for members’ collaboration Encourages feedback among community members Overcomes deadlocks within problematic situations that arise in ontology specification Supports evaluation of developed ontologies Provides an additional ontology versioning mechanism that records motivation behind changes A shared space contains those ontologies that are conversationally constructed and for which the corresponding group has not reached an agreement. An agreed space is part of this shared space and contains those ontologies for which a group has reached an agreement. Any community member can post a new ontology to the shared space, specifying the subject, scope and aim for building this new shared ontology. At the same time, any collaborator can download to her personal space an ontology version developed by other community members, re-specify, change, enrich, compare, merge it with her own, exploit it, and send it back to the shared space, posting new issues, arguments and so forth. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

HCOΜE Φάση Αξιοποίησης (Exploitation phase) Υλοποιείται μέσα στο κοινόχρηστο κυρίως χώρο και περιλαμβάνει: Τον έλεγχο των συμφωνημένων ή κοινόχρηστων οντολογιών είτε από μεμονωμένους εργάτες στο προσωπικό τους χώρο είτε από συνεργαζόμενους εργάτες στο κοινόχρηστο χώρο, με σκοπό την ανασκόπηση, αξιολόγηση και κριτική των ορισμένων εννοιολογικών μορφοποιήσεων. Την σύγκριση κοινόχρηστων εκδόσεων μιας οντολογίας, με σκοπό την ανακάλυψη διαφορών. Την αποστολή διαφωνιών πάνω σε εκδόσεις οντολογιών, με σκοπό την υποστήριξη αποφάσεων των εργατών υπέρ ή κατά των ορισμών τους. Enables criticism, identifying possible opportunities for members’ collaboration Encourages feedback among community members Overcomes deadlocks within problematic situations that arise in ontology specification Supports evaluation of developed ontologies Provides an additional ontology versioning mechanism that records motivation behind changes A shared space contains those ontologies that are conversationally constructed and for which the corresponding group has not reached an agreement. An agreed space is part of this shared space and contains those ontologies for which a group has reached an agreement. Any community member can post a new ontology to the shared space, specifying the subject, scope and aim for building this new shared ontology. At the same time, any collaborator can download to her personal space an ontology version developed by other community members, re-specify, change, enrich, compare, merge it with her own, exploit it, and send it back to the shared space, posting new issues, arguments and so forth. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Σύγκριση - Κριτήρια Παραδοσιακές μεθοδολογίες ≠ HCOME, DILIGENT
Κατανεμημένο περιβάλλον (distributed) Συνεργασία (collaboration) εργατών/μηχανικών/ειδικών Διάλογος (argumentation system) Εξέλιξη (evolution) Ενίσχυση του ρόλου του εργάτη γνώσης 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Σύγκριση - Κριτήρια HCOME ≠ DILIGENT
Εργάτης γνώσης ≠ Ελεγκτικό Συμβούλιο Κατανεμημένο ≠ Κεντρικά ελεγχόμενο κατανεμημένο περιβάλλον διαχείρισης εκδόσεων προσωπικών οντολογιών 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Συμπέρασμα Η μηχανική των οντολογιών πρέπει να είναι μια δυναμική και συνεργατική διαδικασία Ορισμός των απαιτήσεων και/ ή μία αρχική ακατέργαστη οντολογία, η οποία αργότερα αναθεωρείται, βελτιώνεται και γεμίζει με λεπτομέρειες από τους εργάτες γνώσης. Η εξέλιξη των οντολογιών πρέπει να υποστηρίζεται σε όλο το κύκλο ζωής, δημιουργώντας μία «ζωντανή» οντολογία (Stojanovic and Motik, 2002) με την αποφασιστική και ενεργή συμμετοχή των εργατών γνώσης και σε συνεργασία αν χρειάζεται με τους μηχανικούς γνώσης 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Συμπληρωματικά CYC, KACTUS, SENSUS methods for building ontologies from scratch Co4, (KA)2 method for collaborative construction Ontology learning / enrichment from text (NLP + machine learning techniques) 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Είδη εργαλείων Εργαλεία κατασκευής οντολογιών Το εργαλείο Protégé-2000 To ανθρωποκεντρικό περιβάλλον HCONE Κριτήρια – Σύγκριση - Συμπεράσματα Εργαλεία Συγχώνευσης οντολογιών Η μέθοδος HCONE-merge Κριτήρια – Σύγκριση – Συμπεράσματα Εργαλεία Αξιολόγησης οντολογιών 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Είδη εργαλείων Κατασκευής (buildedit, browse, graphical rep., translate, library) Συγχώνευσης & Σύγκρισης (merge/compare) Αξιολόγησης (evaluation) Σχολιασμού (Ontology based annotation tool) Μάθησης (learning) Ολοκληρωμένα περιβάλλοντα (suites build, compare, merge, evaluate, versioning, store, query) 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία Κατασκευής Εργαλεία κατασκευής οντολογιών 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών Είναι ανθρωποκεντρικό; Απαιτεί γνώση μηχ. Οντολογιών; Υποστηρίζει συζητήσεις; Υποστηρίζει συμβουλή λεξικών ή γενικών οντολογιών; Υποστηρίζει συγχώνευση οντολογιών; Υποστηρίζει διαχείριση εκδόσεων; Υποστηρίζει όλο το κύκλο ζωής μιας οντολογίας; 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών Ontolingua Server ανάπτυξη κοινόχρηστων οντολογιών μεταξύ κατανεμημένων ομάδων πρόσβαση σε μία βιβλιοθήκη από οντολογίες μεταφραστές γλωσσών (Prolog, CORBA IDL, CLIPS, Loom, κλπ.) περιβάλλον κατασκευής και διερεύνησης οντολογιών εφαρμογές μπορούν να έχουν πρόσβαση σε οποιαδήποτε οντολογία της βιβλιοθήκης χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο OKBC Απομακρυσμένα εργαλεία επεξεργασίας οντολογιών έχουν την δυνατότητα να διερευνήσουν και να επεξεργαστούν τις οντολογίες του plugins Συμβολική γλώσσα Μηχ. Οντολογιών Αξιολόγηση, εξέλιξη??? Consultation? Comparison - Merge? Discussions? 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών WebOnto συνεργατική δημιουργία, επεξεργασία, και περιήγηση των οντολογιών ανάπτυξη οντολογιών μέσα από ένα γραφικό περιβάλλον αυτόματη δημιουργία φορμών για την επεξεργασία των στιγμιότυπων από τους ορισμούς των κλάσεων κληρονομικότητα των ιδιοτήτων και τον έλεγχο της συνέπειας των οντολογιών ερωτο-απαντήσεις Βιβλιοθήκη Αξιολόγηση, εξέλιξη??? Consultation? Comparison -Merge? 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών OntoEdit ανάπτυξη και συντήρηση των οντολογιών Γραφικό περιβάλλον μοντελοποίηση ουδέτερη από γλώσσες αναπαράστασης, για έννοιες, σχέσεις, και αξιώματα μοντελοποίηση των διαφορετικών φάσεων του κύκλου ζωής της οντολογίας plugins όπως και το Protégé-2000 Συμβολική γλώσσα Μηχ. Οντολογιών Αξιολόγηση??? Consultation? Comparison - Merge? Discussions? 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών WebODE ανάπτυξη και χρήσης οντολογιών Γραφικό περιβάλλον σχεσιακή βάση αποθήκευσης  interoperability  φόρμες και γραφικές αναπαραστάσεων έλεγχος συνέπειας, συλλογιστική μηχανή, κατασκευαστής αξιωμάτων, υπηρεσία τεκμηρίωσης  customization συνεργατική επεξεργασία των οντολογιών Εργάτης Γνώσης εξέλιξη? συμβολική γλώσσα consultation  26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών OilEd ανάπτυξη οντολογιών Γραφικό περιβάλλον plugins όπως και το Protégé-2000 Συμβολική γλώσσα Μηχ. Οντολογιών Αξιολόγηση – Συντήρηση - Εξέλιξη??? Consultation? Comparison - Merge? Discussions? 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών OilEd 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών Protégé-2000(Noy et al, 2001) Most FAMOUS ανάπτυξη οντολογιών - εργασίες διαχείρισης γνώσης Γραφικό περιβάλλον plugins όπως και το Protégé-2000 Merge, compare, consult, query, axioms, instances, … Interoperability , extensibility, scalability Συμβολική γλώσσα Μηχ. Οντολογιών Αξιολόγηση – Συντήρηση - Εξέλιξη??? Consultation? Discussions? 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών Protégé-2000(Noy et al, 2001) 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών HCONE(Kotis & Vouros, 2003) Το HCONE παρέχει συγκεκριμένα λειτουργίες ώστε οι χρήστες να μπορούν να: αποφασίζουν για τον σκοπό και το πλαίσιο των οντολογιών αυτοσχεδιάζουν εννοιολογικές μορφοποιήσεις του πεδίου ενδιαφέροντος με το να κατασκευάζουν προσωπικές οντολογίες. συμβουλεύονται γενικές οντολογίες που παρέχουν σημαντικές σημασιολογικές διακρίσεις και οργανωτικές αρχές διαχειρίζονται διαφορετικές εκδόσεις των οντολογιών τους, ανιχνεύοντας τις διαφορές τους συγχωνεύουν οντολογίες και να τις χρησιμοποιούν περαιτέρω μοιράζονται τις οντολογίες τους με τις ομάδες των συνεργατών τους παρακολουθούν συζητήσεις με σκοπό την επίτευξη κοινά συμφωνημένων εννοιολογικών μορφοποιήσεων 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών HCONE(Kotis & Vouros, 2003) σχεδιάστηκε και αναπτύχθηκε λαμβάνοντας υπόψη τα θέματα ανθρωποκεντρικής μηχανικής οντολογιών, με σκοπό να υποστηρίξει την μεθοδολογία HCOME Most COMPLETE 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Ανάπτυξη – Εξέλιξη - Αξιολόγηση οντολογιών Επιλογή: improvise, compare, merge, refine, consult, discuss, share Φυσική γλώσσα Εργάτης Γνώσης Consultation (WordNet, Top Ontology, feedback text) Discussions (δομημένος, recorded) Reasoner Γραφικό περιβάλλον Αποσαφήνιση εννοιών με το WordNet Προσωπικό και Κοινόχρηστο περιβάλλον Rules - Axioms?? Query K.B? Instances? Interoperability? Extensibility? Εργαλεία κατασκευής οντολογιών HCONE(Kotis & Vouros, 2003) Most HUMAN-CENTERED 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών HCONE(Kotis & Vouros, 2003) Σύγκριση οντολογιών Ταξινόμηση οντολογιών με βάση την γενικότητά τους Διαχείριση εκδόσεων Διαχείριση μεταδεδομένων Απλή σύγκριση ορισμών Απλός τρόπος διαχείρισης εκδόσεων 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών HCONE(Kotis & Vouros, 2003) Συμβουλευτική υποστήριξη χρηστών από μία Γενική οντολογία Βασισμένη στο WordNet (Top Concepts) Ορισμοί σε φυσική γλώσσα δοσμένοι από Μηχ. Linguistics Χρήση άλλης γενικής οντολογίας είναι εφικτή εφόσον είναι γραμμένη σε NeoClassic 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών HCONE(Kotis & Vouros, 2003) Γεφύρωση διαφορετικών αντιλήψεων των χρηστών μέσω αντιστοίχησης των εννοιών στις έννοιες του WordNet Χρήση στη συγχώνευση Στην αποσαφήνιση των εννοιών γενικότερα 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών HCONE(Kotis & Vouros, 2003) Συγχώνευση οντολογιών Αυτόματος τρόπος Κάνει χρήση των προτιθέμενων ερμηνειών Παραγωγή feedback Μεγάλη ακρίβεια έχουν οριστεί οι προτιθέμενες ερμηνείες και στις δύο οντολογίες 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών HCONE(Kotis & Vouros, 2003) *Argumentation model-Shared Space Identify scope, people Enables criticism Encourage feedback among community members Detecting new opportunities for collaboration Getting out of deadlocks within problematic situations Evaluate ontologies 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών HCONE(Kotis & Vouros, 2003) *Argumentation model – Shared Space Compares versions of ontologies 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών HCONE(Kotis & Vouros, 2003) *Argumentation model – Shared Space Browse versions of ontologies Agree or disagree with a version Download a version in personal space for further refinement 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών SymOntoX OpenKnoME OntoSaurus LinkFactory® Apollo APECKS 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία κατασκευής οντολογιών APECKS 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία Συγχώνευσης Εργαλεία συγχώνευσης οντολογιών Συνήθως ενσωματωμένα σε περιβάλλοντα μηχ. Οντολογιών Συντονισμός = ευθυγράμμιση, αντιστοίχηση, συγχώνευση Alignment, mapping, merging ΑνάγκηΠάνω από μία οντολογία για το ίδιο πεδίο ενδιαφέροντος γεφύρωση κενών μεταξύ των τυπικών οντολογιών και των εννοιολογικών μορφοποιήσεων των χρηστών (προτιθέμενων ερμηνειών)  Επαναχρησιμοποίηση οντολογιών (κόστος) Semantic Web  ανάγκη για αυτόματο συντονισμό για την εκτέλεση ερωτημάτων από τους πράκτορες Ανάγκη για αυτόματη εξεύρεση των προτιθέμενων ερμηνειών των εννοιών 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία συγχώνευσης οντολογιών: Κριτήρια 1. Το είδος της αρχιτεκτονικής α) αντιστοίχηση έννοιας με έννοια (point-to-point mapping) ή αντιστοίχηση με χρήση ενδιάμεσης οντολογίας αναφοράς (mediated mapping), β) αντιστοίχηση ξεκινώντας από τις πιο γενικές έννοιες προς τις πιο εξειδικευμένες και τα στιγμιότυπα ή το αντίθετο (top-down ή bottom up), λαμβάνοντας υπόψη τεχνικές που εφαρμόζονται στα intentions των εννοιών (οντολογίες χωρίς στιγμιότυπα) ή στα extensions των εννοιών (οντολογίες με στιγμιότυπα) αντίστοιχα. 2. Το είδος της γνώσης (συντακτική, δομική, εννοιολογική) που χρησιμοποιείται για το ταίριασμα των κόμβων (kind of knowledge): α) τεχνικές που βασίζονται στο συντακτικό των ετικετών των κόμβων (όροι που αντιστοιχούν λεκτικά στις έννοιες) και σε μετρήσεις συντακτικής ομοιότητας β) τεχνικές που στηρίζονται στην δομή της πληροφορίας που περιέχει μια οντολογία, και γ) τεχνικές που στηρίζονται στις εννοιολογικές σχέσεις των εννοιών και σε μετρήσεις εννοιολογικής ομοιότητας. 3. Το είδος του αποτελέσματος που παράγεται (type of result): αν δηλαδή πρόκειται μόνο για μία αντιστοίχηση μεταξύ δύο οντολογιών ή για μία τελική συγχωνευμένη οντολογία. 4. Η συμβουλή επιπλέον πηγών πληροφορίας (natural language information) κατά τη διάρκεια της αντιστοίχησης, για παράδειγμα, θησαυροί γνώσης ή λεξικά. 5. Ο βαθμός της ανάμειξης του χρήστη (user involvement), δηλ. πως και σε ποια φάση ο χρήστης αναμειγνύεται στην διαδικασία της αντιστοίχησης και συγχώνευσης. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία συγχώνευσης οντολογιών: Κριτήρια mediated mapping reference ontology: δεν είναι πάντα διαθέσιμη για κάθε πεδίο ενδιαφέροντος Point-to-point υστερεί σε σημασιολογική γνώση Bottom-up  στηρίζονται στην ύπαρξη στιγμιότυπων – μεγάλη ακρίβεια Additional N.L sources  προσθέτουν γνώση (θυσαυροί, λεξικά)- e.g. WordNet Αντιστοίχηση δύο εννοιών: ταίριασμα (matching) Matching συντακτικό ή λεκτικό (syntactic or lexical), δομικό (structural), και εννοιολογικό (semantic) ανάλογα με το είδος της γνώσης και με το είδος της σχέσης ομοιότητας (similarity relation) που χρησιμοποιείται Βέλτιστη λύση θα ήταν: A mediated, bottom-up approach, with additional N.L resources, using similarity measures for all three kinds of knowledge (lexical, structural, semantic) Με την HCONE-merge μέθοδο το προσεγγίζουμε μέγιστα! 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία συγχώνευσης οντολογιών 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία συγχώνευσης οντολογιών Δεν υπάρχει ιδιαίτερη πληροφορία Βασίζεται σε ενδιάμεσες πηγές Συνωνύμων και Υπερώνυμων Αυτόματος αλγόριθμος Άγνωστο ποσοστό ακρίβειας Απευθύνεται σε Εργάτες γνώσης 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία συγχώνευσης οντολογιών FCA-Merge Βασίζεται σε στιγμιότυπα που εξάγονται από κείμενα Ανάγκη για μηχ. Οντολογιών Περισσότερα και καταλληλότερα έγγραφα  μεγαλύτερη ακρίβεια Συντακτική ανάλυση και σημασιολογική μέσω του lattice που δημιουργείται από τα έγγραφα 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία συγχώνευσης οντολογιών IF-Map αυτόματη μέθοδος Mediated (reference ontology) Bottom-up (instances) Major assumptions…!!! Structural knowledge is of major importance 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία συγχώνευσης οντολογιών PROMPT (Protégé-2000) Προτείνει στον χρήστη την εκτέλεση λειτουργιών (merge, copy, rename) Ζητά την ανάμειξή του μετά από το mapping Δεν λαμβάνει υπόψη εξωτερικές πηγές πληροφόρησης Δεν καταγράφει τις προτιθέμενες ερμηνείες των εννοιών Έχει δυνατότητα συμβουλής από το WordNet (plug-in) Κοιτάει μόνο λεκτικά και δομικά στοιχεία Ημι-αυτόματος αλγόριθμος Δεν βασίζεται σε στιγμιότυπα Map & Merge Ανάγκη για γνώση Κ.Ε Ακρίβεια από 60% εως 100% 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

O1 O2 O3 O1= ( {System, Infrastructure, Installation,Transportation},
Facility Facility System Infrastructure Transportation Means Infrastructure Means Transportation (System) Transportation Transportation System Transportation Means O1 O2 O3 O1= ( {System, Infrastructure, Installation,Transportation}, {Transportation⊑ Infrastructure, Infrastructure⊑Installation, Infrastructure ⊑ System}) O2= ( {Facility, Transportation System, Transportation Means, exploit}, {Transportation System ⊑ Facility, Transportation Means⊑ Facility ⊓ exploit.TransportationSystem }) O3= ({System, Facility, Means, Installation, Infrastructure, Transportation System, Transportation, Transportation Means, exploit}, {Transportation≡ Transportation System, Facility≡Installation, Infrastructure ⊑ System⊓ Facility, Transportation System ⊑ Infrastructure ⊓ Facility, Transportation Means⊑ Means⊓ exploit.TransportationSystem , Means ⊑ Facility}) 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

HCONE-merge Consider that there is an intermediate ontology “somewhere there” including a vocabulary with the lexicalizations of the specific senses of WordNet synsets we are interested on, and axioms that respect the set of axioms of the original ontologies. We will call this ontology hidden intermediate. find S-morphism Translate mer ge LSI O1 O1 O1 Merging Process O3 WordNet O2 O2 O2 LSI To find the mapping from each ontology to the hidden intermediate, we use a morphism (we call it s-morphism, symbolized by fs), which is based on the latent semantic indexing (LSI) method. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

S-morphism and the intermediate ontology
System Facility System Infrastructure Transportation Installation Facility Transportation Means Transportation System Infrastructure Means Transportation (System) {Transportation Means} O1 O2 O3 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Merge actions Concept Names
Intended interpretation of concept, expressed by a WordNet sense Action Match No match Rename concepts Merge concept definitions Merge concept definitions in a single concept named (e.g. by the term lexicalizing their corresponding WordNet sense) Classify Concepts 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Key technologies Exploit Linguistic & Structural knowledge about ontologies using Latent Semantics Indexing method (LSI) Associating concepts to their informal, human-oriented intended interpretations realized by WordNet senses. The proposed merging method translates formal concept definitions to a common vocabulary and exploits the translated definitions by means of description logics’ reasoning services. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Kinds of mapping Map concepts to WordNet senses…to provide the indented (informal semantics) meaning of terms used to lexicalize ontology concepts (using LSI and WordNet techonology) Map concepts of ontologies between each other…to provide the best alignment (formal semantics) in order to proceed with merging (using formal language translations, D.Ls) 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Automating the mapping to WordNet [AIMSA-04, Varna]
we aim at automating the following two major steps: mapping of O1 to WordNet senses (s-morphism), mapping of O2 to the senses corresponding to the concepts of O1 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Mapping O1 to WordNet senses
Fully automated mapping (run mapping algorithm without any human intervention i.e. automatically map each concept of the given ontology to the best-ranked sense returned by the algorithm) User-based mapping (run mapping algorithm with max human intervention i.e. request users’ feedback (validation) on all the results of LSI runs by selecting (for further LSI runs) the concepts that are not mapped to their correct senses) Semi-Automated mapping (run mapping algorithm with some user intervention i.e. request users’ feedback (validation) on just a few suggested pairs produced from an inconsistency checking method 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Methods performance Concept Automated 1st iteration of s-morphism Automated 2nd iteration User-based Semi-Automated Airplane  Boat Car X Craft Motor Vehicle Ship Transport Truck Vehicle Vessel Example ontology 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Involvement/correct mappings
Fully-Automated (2nd iteration) User-based Semi-Automated Percentage of concepts validated by the user 0% ≤100% ≥0% “Correct” mappings produced 80% 90% the fully automated method requires the minimum number of user actions, but at the same time it achieves the lowest percentage of correct mappings. On the other hand, the user-based method achieves higher percentage of correct mappings, but the actions that are required by the user imply considerable effort, since the user has to validate the mapping of each ontology concept. It must be pointed that this case requires also a considerable number of additional algorithm runs, equal to the percentage of wrong mappings. The semi-automated method however, in addition to the high percentage of correct mappings (90%) can significantly reduce the number of concepts that need validation by the user. However, in the worst case, where each concept is involved in at least one inconsistency, validation of all concepts is required. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

HCONE-merge the fully automated method requires the minimum number of user actions, but at the same time it achieves the lowest percentage of correct mappings. On the other hand, the user-based method achieves higher percentage of correct mappings, but the actions that are required by the user imply considerable effort, since the user has to validate the mapping of each ontology concept. It must be pointed that this case requires also a considerable number of additional algorithm runs, equal to the percentage of wrong mappings. The semi-automated method however, in addition to the high percentage of correct mappings (90%) can significantly reduce the number of concepts that need validation by the user. However, in the worst case, where each concept is involved in at least one inconsistency, validation of all concepts is required. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Αξιολόγηση οντολογιών – εργαλείων Οντολογιών: Language conformity (Syntax) Consistency (Semantics) Εργαλείων: Interoperability Performance Scalability Integration into frameworks Interfaces the fully automated method requires the minimum number of user actions, but at the same time it achieves the lowest percentage of correct mappings. On the other hand, the user-based method achieves higher percentage of correct mappings, but the actions that are required by the user imply considerable effort, since the user has to validate the mapping of each ontology concept. It must be pointed that this case requires also a considerable number of additional algorithm runs, equal to the percentage of wrong mappings. The semi-automated method however, in addition to the high percentage of correct mappings (90%) can significantly reduce the number of concepts that need validation by the user. However, in the worst case, where each concept is involved in at least one inconsistency, validation of all concepts is required. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία Αξιολόγησης Αξιολόγηση οντολογιών – εργαλείων Τυπική ή από την χρήση; OntoAnalyser OntoGenerator OntoClean Structured discussion and browsing??? the fully automated method requires the minimum number of user actions, but at the same time it achieves the lowest percentage of correct mappings. On the other hand, the user-based method achieves higher percentage of correct mappings, but the actions that are required by the user imply considerable effort, since the user has to validate the mapping of each ontology concept. It must be pointed that this case requires also a considerable number of additional algorithm runs, equal to the percentage of wrong mappings. The semi-automated method however, in addition to the high percentage of correct mappings (90%) can significantly reduce the number of concepts that need validation by the user. However, in the worst case, where each concept is involved in at least one inconsistency, validation of all concepts is required. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Αξιολόγηση οντολογιών – εργαλείων OntoAnalyser the fully automated method requires the minimum number of user actions, but at the same time it achieves the lowest percentage of correct mappings. On the other hand, the user-based method achieves higher percentage of correct mappings, but the actions that are required by the user imply considerable effort, since the user has to validate the mapping of each ontology concept. It must be pointed that this case requires also a considerable number of additional algorithm runs, equal to the percentage of wrong mappings. The semi-automated method however, in addition to the high percentage of correct mappings (90%) can significantly reduce the number of concepts that need validation by the user. However, in the worst case, where each concept is involved in at least one inconsistency, validation of all concepts is required. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Αξιολόγηση οντολογιών – εργαλείων OntoGenerator Explores the following characteristics the fully automated method requires the minimum number of user actions, but at the same time it achieves the lowest percentage of correct mappings. On the other hand, the user-based method achieves higher percentage of correct mappings, but the actions that are required by the user imply considerable effort, since the user has to validate the mapping of each ontology concept. It must be pointed that this case requires also a considerable number of additional algorithm runs, equal to the percentage of wrong mappings. The semi-automated method however, in addition to the high percentage of correct mappings (90%) can significantly reduce the number of concepts that need validation by the user. However, in the worst case, where each concept is involved in at least one inconsistency, validation of all concepts is required. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Αξιολόγηση οντολογιών – εργαλείων OntoClean Ενσωματωμένο στο WebODE, δίνει τη δυνατότητα για: Έλεγχο ασυνέπειας αξιωμάτων της domain οντολογίας με βάση την Top οντολογία του CNR group. rigidity, identity, unity, dependence, etc. criteria the fully automated method requires the minimum number of user actions, but at the same time it achieves the lowest percentage of correct mappings. On the other hand, the user-based method achieves higher percentage of correct mappings, but the actions that are required by the user imply considerable effort, since the user has to validate the mapping of each ontology concept. It must be pointed that this case requires also a considerable number of additional algorithm runs, equal to the percentage of wrong mappings. The semi-automated method however, in addition to the high percentage of correct mappings (90%) can significantly reduce the number of concepts that need validation by the user. However, in the worst case, where each concept is involved in at least one inconsistency, validation of all concepts is required. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Αξιολόγηση οντολογιών – εργαλείων Structured discussion ,browsing, reasoning, lexicons (HCONE) evaluate the semantics of the ontology Συζητώντας με δομημένο τρόπο Καταγράφοντας τις αντιρρήσεις και τις υποστηρίξεις των εργατών Πλοηγώντας Συγκρίνοντας (συγχωνεύοντας) εκδόσεις οντολογιών Παρέχοντας δυνατότητα για τυπικό έλεγχο από reasoner Παρέχοντας feedback του τυπικού ορισμού σε φυσική γλώσσα Παρέχοντας μία γενική οντολογία για έλεγχο Παρέχοντας ένα γενικό λεξικό για αποσαφήνιση the fully automated method requires the minimum number of user actions, but at the same time it achieves the lowest percentage of correct mappings. On the other hand, the user-based method achieves higher percentage of correct mappings, but the actions that are required by the user imply considerable effort, since the user has to validate the mapping of each ontology concept. It must be pointed that this case requires also a considerable number of additional algorithm runs, equal to the percentage of wrong mappings. The semi-automated method however, in addition to the high percentage of correct mappings (90%) can significantly reduce the number of concepts that need validation by the user. However, in the worst case, where each concept is involved in at least one inconsistency, validation of all concepts is required. 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Συζήτηση Αναφορές Ερωτήσεις 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Συζήτηση Αναφορές Ontology Engineering, Ontology mapping, Ontology build, Ontology methodology  ECAI, IJCAI, ISWC, ESWC, AAAI The Ontology HandBook (Staab et al, 2004) Ontology as a Silver Bullet (Fensel et al, 2004)  My Phd Thesis 26/12/2018 Εργαλεία και Μεθοδολογίες μηχανικής οντολογιών

Εργαλεία και Μεθοδολογίες Μηχανικής Οντολογιών

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Παρουσίαση με θέμα: "Εργαλεία και Μεθοδολογίες Μηχανικής Οντολογιών"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Σχετικά με το έργο

Σχόλια

Είσοδος

Σύνδεση μέσω των κοινωνικών δικτύων:

Εργαλεία και Μεθοδολογίες Μηχανικής Οντολογιών

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Παρουσίαση με θέμα: "Εργαλεία και Μεθοδολογίες Μηχανικής Οντολογιών"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Σχετικά με το έργο

Σχόλια