OIL O ntology inference Layer

1. OILOntology inference Layer Prezentácia jazyka OIL Ján Senko

2. Témy tejto prezentácie • Ako vznikal OIL • Vlastnosti OIL-u • OIL na WEB-e • Prečo XML nestačí • Prečo RDF(S) nestačí • OIL ako nadstavba RDF(S) • Výsledky a plány do budúcna

3. Požiadavky na základný jazyk na popis ontológií • Dobre definovaná syntax (celkom zrejmé) • Na čítanie ontológií • Dobre definovanásémantika • Často prehliadané, ale rovnako významné • Na spracovanie (“pochopenie”) ontológií • Dostatočná vyjadrovacia schopnosť • Na popísanie mnohých ontológií • Ľahkémapovanie • Z/na iné jazyky na popis ontológií • Efektívna podpora uvažovania

4. Prečo podpora uvažovania? • Podpora uvažovania je kľúčová vlastnosť OIL-core • Dôležité • Ako pomôcka pri navrhovaní • Pre veľké ontológie • Pre viacerých autorov jedného projektu • Pre integrovanie a zdieľanie ontológií • Pretože nám umožňuje • Vyjadrovať vzťahy medzi ontológiami • Kontrolovať konzistentnosť • Hľadať (neočakávané) dôsledky vzťahov • Bolo ukázané že je užitočné pri podpore DB schema

5. Suroviny na spoločné jadro • „Frame Based“jazyky • Intuitívne pre mnohých používateľov • Veľká skupina modelovacích primitív • OKBC, OKBC-lite, XOL • Jazyky založené na popisnej logike • Negácia a disjunkcia • Vlastnosti slotov/relácií • Napr. tranzitivita precontained-in • Formálna sémantika • Podpora uvažovania • Detekcia inkonzistencií a implicitných nadtried

6. DL OIL WWW Frames Navrhnuté spoločné jadro: OIL • Založené na štandardných frame jazykoch (OKBC) • Obmedzuje aj rozširuje • Má syntax založenú na XML ajRDF(S) • Formalizované logickými konštrukciami v štýle popisnej logiky • Funguje ako základný frame jazyk • OIL-lite je obmedzená verzia • Umožňuje podporu uvažovania

7. DL OIL WWW Frames OIL-lite: Obmedzuje Frame jazyky • Žiadne defaulty • Obmedzené axiómy/pravidlá • Popisuje len ontológiu a nie elementy Hlavné dôvody: • Podpora uvažovania • Sémantika

8. DL OIL WWW Frames OIL: Rozširuje Frame jazyky • Triedy môžu byť primitívami (nutnépodmienky) • slonzvieramá-farbusivá • Alebo definované (postačujúce podmienky) • vegetarián osoba živí-sa mäsonorryba • Triedy povolené v obmedzeniach slotov • slot-constraint živí-sahas-value mäso(živí sa aj mäsom) • slot-constraint živí-savalue-typemäso(živí sa len mäsom)

9. DL OIL WWW Frames OIL: Rozširuje Frame jazyky • Môže používať ľubovoľné výrazy namiesto jednoduchých mien tried • slot-constraint živí-savalue-type NOT (OR mäsoryba) • Obmedzenia kardinality môžu obsahovať typy • slot-constraint živí-samax-cardinality 1 rastlina • Podporuje vzťahy sub-slotov • je-dcérousub-slot of je-dieťaťom • Vlastnosti slotov • tranzitivita (napr., je-časťou ) • symetria (napr., je-spojené-s)

10. DL OIL WWW Frames OIL má formálnu sémantiku • Definovanú priamym prepisom do DL • slot-constraint živí-sahas-value mäso, ryba=živí-sa:mäsoživí-sa:ryba • Prepis sa používa pri použití uvažovacích DL mechanizmov (napr. FaCT)

11. OIL (príklad) class-def zviera% zvieratá sú triedou class-def rastlina% rastliny sú triedou subclass-of NOT zviera% ktorá je disjunktná so zvieratami class-def strom subclass-of rastlina% stromy sú typom rastlín class-def vetva slot-constraint je-časťou% vetvy sú časťou stromu has-valuestrom max-cardinality 1 class-def defined mäsožravec% mäsožravce sú typy zvierat subclass-of zviera slot-constraint živí-sa% ktoré sa živia zvieratami value-typezviera class-def defined bylinožravec% bylinožravce sú typy zvierat subclass-of zviera, NOT mäsožravec% ktoré nie sú mäsožravcami a slot-constraint živí-sa% živia sa rastlinami / ich časťami value-type rastlinaOR (slot-constraintje-časťouhas-value rastlina)

12. Deklaratívne jazyky (OIL, DAML-O) PICS DC SMIL XHTML RDF(S) HTML XML Ako zverejnovať ontológie na WEBe (internet, intranet, extranet) Hierarchia jazykov podľa W3C

13. <course date=“...”><title>...</title><teacher>...</teacher> <name>...</name> <http>...</http><students>...</students></course> course title teacher students name http XML: Dokument = značený strom • uzol = názov + atribúty + obsah • DTD: jednoduché gramatiky legálnych stromov • Prečo nepoužívať XML na popis ontológií?

14. XML: obmedzuje použitie XML nám nič nezaručuje o: • Doménovo špecifickomslovníku • Ontologickýchmodelovacích primitívach  Vyžaduje dohodu o a  Výhodne len pre uzavreté použitie • Agenti v malých a stabilných komunitách • Stránky na malom a stabilnom Intranete Nevhodné pre zdieľaný WEB

15. Deklaratívne jazyky OIL PIC DC SMIL XHTML RDF(S) HTML XML Pripomeňme si víziu W3C

16. RDF(S): v skratke • Zamýšľané pre reprezentáciu „meta-dát“,základom WEBového jazyka na popis ontológií. • Je odporúčaný W3C • “Pretože existuje”: • Silno protežované W3C • Investovaných $80mil. (DAML) • Už používané niektorými firmami(Netscape)

17. RDF Schema v skratke • Takže, RDF : • (veľmi malý) súvis s modelovacími primitívami • Žiadny súvis s doménovým slovníkom • RDF Schema • Definuje slovníkpre RDF • Organizuje tento slovník vtypovej hierarchii • Class, SubClassOf, type • Property, subPropertyOf, • domain, range

18. Najmodernejšia vízia W3C • RDF: reprezentovať “meta-dáta” • RDF-S: definovať slovníkpre RDF • RDF je dátový model + syntax • len veľmislabá sémantická interpretácia • Žiaden inferenčný model • RDF-S ide o krok ďalej, ale stále • žiadenprecízne popísaný zmysel • žiadeninferenčný model

19. Motivácia vzniku OIL Budúcnosť: Potrebujeme viac neť RDF! • Štrukturálne modelovanie nám evidentne nestačí • Potrebujeme “logickú vrstvu” na vrchu RDF • Je možný aj istý druhpopisnej logiky • Popisovať veľký rozsah dátových zdrojov ako RDF je užitočné, najmä ak máme logiku/pravidláktoré nám dovoľujú inferovať záveryz týchto dát • Návrh: RDF + DL = “Frame System pre WWW”

20. DL OIL WWW Frames Motivácia vzniku OIL “Sémantický Web potrebujena vrch ešte trochu logiky” OIL = modelovacie primitívyzframov(OKBC-lite) • sémantika a inferenciazDescription Logiky • syntaxzRDF(S) & XML(S)

21. Deklaratívne jazyky OIL, DAML-O PIC DC SMIL XHTML RDF HTML XML DL OIL WWW Frames OIL pre sémantický web

22. OIL ako rozšírenie RDF(S) (1/2) <rdfs:Class rdf:ID=”bylinožravec”> <rdf:type rdf:resource=”http://www.ontoknowledge.org/#DefinedClass”/> <rdfs:subClassOf rdf:resource=”#zviera”/> <rdfs:subClassOf> <oil:NOT> <oil:hasOperand rdf:resource=”#mäsožravec”/> </oil:NOT> </rdfs:subClassOf> </rdfs:Class>

23. OIL ako rozšírenie RDF(S)(2/2) RDF(S) OIL • class-def • subclass-of • slot-def • subslot-of • domain • range • class-expressions • AND, OR, NOT • slot-constraints • has-value, value-type • cardinality • slot-properties • trans, symm

24. OIL: teraz dostupné nástroje • Definícia jazyka • sémantika • Zápis v XML • Zápis v RDF • Nástroje: • prekladače (založené na XSL) • uvažovače (FaCT, založené na DL) • OntoEdit • štúdie • Ontológia (KA)2 • CIA world fact book

25. EU academika University of Bremen Univ. of A’dam OU-UK Univ. Manchester A’dam Medical Centre EU IST Projekty On-To-Knowledge IBROW Comma OIL: výskumné skupiny • US academika: • Univ. of Stanford (DB, KSL, Med.Inf) • Univ. of Maryland • SRI • Neakademické projekty • W3C (RDF Working group) • DARPA (DAML initiative) • EU komerčná sféra: • Swiss Life • BT • CognIT • AIdministrator

26. OIL: vývoj a smerovanie • Vrstvový prístup k rozšíreniam jazykaRDF(S)  OIL-lite Standard OIL  OIL layer 1 ... • axiómy, konkrétne domény, defaulty,... • Konštrukcia ontológií • Evolúcia ontológií • Mapovanie ontológií