stringtranslate.com

Онтологическая инженерия

Пример построенной онтологии верхнего уровня MBED на основе номинального набора представлений . [1]

В компьютерной науке , информационной науке и системной инженерии онтологическая инженерия — это область, которая изучает методы и методологии построения онтологий , которые охватывают представление, формальное наименование и определение категорий, свойств и отношений между концепциями, данными и сущностями заданной интересующей области. В более широком смысле эта область также включает в себя построение знаний о области с использованием формальных представлений онтологии, таких как OWL/RDF. Крупномасштабное представление абстрактных концепций, таких как действия, время, физические объекты и убеждения, было бы примером онтологической инженерии. [2] Онтологическая инженерия является одной из областей прикладной онтологии и может рассматриваться как приложение философской онтологии . Основные идеи и цели онтологической инженерии также являются центральными в концептуальном моделировании .

Онтологическая инженерия направлена ​​на то, чтобы сделать явными знания, содержащиеся в программных приложениях, а также в предприятиях и бизнес-процедурах для определенной области. Онтологическая инженерия предлагает направление к решению проблем взаимодействия, вызванных семантическими препятствиями, т. е. препятствиями, связанными с определениями бизнес-терминов и классов программного обеспечения. Онтологическая инженерия представляет собой набор задач, связанных с разработкой онтологий для определенной области.

—  Лин Пушар, Ненад Ивезич и Крейг Шленофф, [3]

Автоматизированная обработка информации, не интерпретируемой программными агентами, может быть улучшена путем добавления богатой семантики к соответствующим ресурсам, таким как видеофайлы. Одним из подходов к формальной концептуализации представленных областей знаний является использование машинно-интерпретируемых 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 не только список терминов ( контролируемый словарь ); они содержат терминологические, утверждающие и реляционные аксиомы для определения концепций (классов), индивидов и ролей (свойств) ( TBox , ABox и RBox соответственно). [4] Инженерия онтологий — это относительно новая область исследований, касающаяся процесса разработки онтологий, жизненного цикла онтологий, методов и методологий построения онтологий [5] [6], а также наборов инструментов и языков, которые их поддерживают. Распространенным способом предоставления логической основы онтологий является формализация аксиом с помощью логики описания , которая затем может быть переведена в любую сериализацию RDF , такую ​​как RDF/XML или Turtle . Помимо аксиом логики описания, онтологии могут также содержать правила SWRL . Определения концепций могут быть сопоставлены с любым видом ресурса или сегмента ресурса в RDF , таким как изображения, видео и области интереса , для аннотирования объектов, лиц и т. д. и связывания их со связанными ресурсами в базах знаний , онтологиях и наборах данных LOD . Эта информация, основанная на человеческом опыте и знаниях, ценна для рассуждений для автоматизированной интерпретации сложного и неоднозначного содержимого, такого как визуальное содержимое мультимедийных ресурсов. [7] Области применения рассуждений на основе онтологий включают, помимо прочего, поиск информации , автоматизированную интерпретацию сцен и обнаружение знаний .

Языки онтологии

Язык онтологии — это формальный язык, используемый для кодирования онтологии. Существует ряд таких языков для онтологий, как собственных, так и основанных на стандартах:

Инженерия онтологии в науках о жизни

Науки о жизни процветают с онтологиями, которые биологи используют для осмысления своих экспериментов. [8] Для выведения правильных выводов из экспериментов онтологии должны быть структурированы оптимально в соответствии с базой знаний, которую они представляют. Структура онтологии должна постоянно меняться, чтобы она была точным представлением базовой области .

Недавно был представлен автоматизированный метод для инженерных онтологий в науках о жизни, таких как Gene Ontology (GO), [9] одна из самых успешных и широко используемых биомедицинских онтологий. [10] Основываясь на теории информации, он реструктурирует онтологии таким образом, чтобы уровни представляли желаемую специфику концепций. Аналогичные информационно-теоретические подходы также использовались для оптимального разбиения Gene Ontology. [11] 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, созданная в 2006 году, представляет собой общую «литейную базу» для различных онтологических инициатив, среди которых:

и многое другое

Методологии и инструменты для проектирования онтологий

Смотрите также

Ссылки

Общественное достояние В статье использованы материалы, являющиеся общественным достоянием Национального института стандартов и технологий.

  1. ^ Питер Шеймс, Джозеф Скиппер. «К фреймворку для моделирования архитектур космических систем» Архивировано 27 февраля 2009 г. на Wayback Machine . NASA, JPL.
  2. ^ http://ontology.buffalo.edu/bfo/BeyondConcepts.pdf [ пустой URL-адрес PDF ]
  3. ^ Лайн Пушар, Ненад Ивезич и Крейг Шленофф (2000) «Разработка онтологий для распределенного сотрудничества в производстве». В трудах конференции AIS2000 , март 2000 г.
  4. ^ Sikos, LF (14 марта 2016 г.). «Новый подход к разработке онтологии мультимедиа для автоматизированного рассуждения по аудиовизуальным наборам данных LOD». Lecture Notes in Artificial Intelligence . Vol. 9621. Springer. pp. 1–13. arXiv : 1608.08072 . doi :10.1007/978-3-662-49381-6_1.
  5. ^ Асунсьон Гомес-Перес, Мариано Фернандес-Лопес, Оскар Корчо (2004). Онтологическая инженерия: с примерами из областей управления знаниями, электронной коммерции и семантической сети . Спрингер, 2004.
  6. ^ Де Никола, А.; Миссикофф, М.; Навильи, Р. (2009). «Подход к разработке онтологий с точки зрения программного обеспечения» (PDF) . Информационные системы . 34 (2): 258. CiteSeerX 10.1.1.149.7258 . doi :10.1016/j.is.2008.07.002. 
  7. ^ Зарка, М; Аммар, АБ; АМ, Алими (2015). «Нечеткая структура рассуждений для улучшения семантической интерпретации видео». Мультимедийные инструменты и приложения . 75 (10): 5719–5750. doi :10.1007/s11042-015-2537-1. S2CID  16505884.
  8. ^ Malone, J; Holloway, E; Adamusiak, T; Kapushesky, M; Zheng, J; Kolesnikov, N; Zhukova, A; Brazma, A; Parkinson, H (2010). «Моделирование выборочных переменных с помощью экспериментальной факторной онтологии». Bioinformatics . 26 (8): 1112–1118. doi :10.1093/bioinformatics/btq099. PMC 2853691 . PMID  20200009. 
  9. ^ Альтеровиц, Г.; Сян, М.; Хилл, Д.П.; Ломакс, Дж.; Лю, Дж.; Черкасский, М.; Дрейфус, Дж.; Мунгалл, К.; и др. (2010). «Онтологическая инженерия». Nature Biotechnology . 28 (2): 128–30. doi :10.1038/nbt0210-128. PMC 4829499 . PMID  20139945. 
  10. ^ Botstein, David; Cherry, J. Michael; Ashburner, Michael; Ball, Catherine A.; Blake, Judith A.; Butler, Heather; Davis, Allan P.; Dolinski, Kara; et al. (2000). "Онтология генов: инструмент для объединения биологии. Консорциум по онтологии генов" (PDF) . Nature Genetics . 25 (1): 25–9. doi :10.1038/75556. PMC 3037419 . PMID  10802651. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-05-26. 
  11. ^ Альтеровиц, Г.; Сян, М.; Мохан, М.; Рамони, М.Ф. (2007). «GO PaD: База данных разделов онтологии генов». Nucleic Acids Research . 35 (выпуск базы данных): D322–7. doi :10.1093/nar/gkl799. PMC 1669720. PMID 17098937  . 
  12. ^ Фатхаллах, Надин; Дас, Арунав; Де Гиоргис, Стефано; Полтроньери, Андреа; Хаазе, Питер; Ковригина, Любовь (2024-05-26). NeOn-GPT: большой конвейер на основе языковой модели для изучения онтологий (PDF) . Конференция по расширенной семантической паутине 2024. Херсониссос, Греция.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки