DAML-ONT

1. DAML-ONT An Ontology Language for the Semantic Web Deborah McGuinness, Richard Fikes, Lynn Andrea Stein, James Hendler Grupo 15 Web y Base de Datos 2002

2. Agenda • Introducción a Ontologías • Presentación de DAML-ONT • Otros lenguajes • Trabajos futuros • Crítica Web y Base de Datos - 2002

3. Introducción Definiciones • En filosofía: Teoría Ontológica “Estudio de lo que existe en el mundo” • Gruber[1993] “Una ontología es una especificación explícita de una conceptualización” • R.Neches[1991] “Una ontología define los conceptos y las relaciones básicas para la comprensión de un área, así como las reglas para combinar los conceptos para definir extensiones del vocabulario” Web y Base de Datos - 2002

4. Introducción Tipos de Ontologías • Genéricas: Describen conceptos bastante generales (espacio, tiempo, objeto,...) • De Dominio: Expresan conceptualizaciones de dominios particulares (Medicina, Bioquímica, Turismo,...) • De Tareas: Expresan conceptualizaciones sobre la resolución de problemas (diagnóstico, ventas,...) • De Aplicación: Describen conceptos que dependen tanto de un dominio específico como de una tarea específica. Web y Base de Datos - 2002

5. - + + - Reusabilidad Usabilidad Introducción Tipos de Ontologías Ontología Genérica Ontología de Tarea Ontología de Dominio Ontología de Aplicación Web y Base de Datos - 2002

6. Introducción Beneficios y Problemas en el uso de Ontologías • Beneficios: • Difusión del conocimiento y ayuda a la comunicación • Formalización (Especificación formal no ambigua) • Reutilización del conocimiento • Problemas: • La construcción de una ontología es un proceso político • Las ontologías no son estacionarias, necesitan evolucionar • Dificultad de integración (visiones contradictorias) • Ausencia de actividades formales para el diseño de ontologías Web y Base de Datos - 2002

7. DAML-ONT • Concebido para brindar soporte al desarrollo de la Web semántica • Inspirado e influenciado por tres grandes fuentes • Lenguajes Web (XML, RDF) • Lenguajes de representacion del conocimiento (Ontolingua, KEE) • Lógica descriptiva • Dos líneas de desarrollo • Lenguaje de ontologías • Formalización del lenguaje Web y Base de Datos - 2002

8. Catálogo Nivel mas bajo de definición Se asocia a cada concepto un id. DAML-ONT Thesaurus • Definición del concepto • Cada concepto tiene un significado <Class ID = “Animal”> <Class ID = “Animal”> <label>Animal</label> <comment> Esta clase representa a todos las especies pertenecientes al Reino Animal. </comment> </Class> Web y Base de Datos - 2002

9. Relaciones, Propiedades y Restricciones entre conceptos Define estos conceptos a través de diferentes tags Permite expresar los niveles de definición más altos para una ontología Algunos ejemplos : DAML-ONT <Class lD = “Masculino”> <subClassOf resource = “#Animal”/> </Class> El concepto ‘Masculino’ es una subclase del concepto ‘Animal’ Web y Base de Datos - 2002

10. Relaciones, Propiedades y Restricciones entre conceptos (2) DAML-ONT <Class lD = “Femenino”> <subClassOf resource = “#Animal”/> <disjointFrom resource = “#Masculino/”> </Class> Al definir el concepto ‘Femenino’ con el tag ‘disjointFrom’, se establece que nadie puede ser simultaneamente ‘Masculino’ y ‘Femenino’ <restrictedBy> <Restriction> <onProperty resource = “#Hermano”/> <toClass resource = “#Persona”/> </Restriction> </restrictedBy> Restricción de valor. El ‘Hermano’ de una ‘Persona’ es también una ‘Persona’ Web y Base de Datos - 2002

11. Relaciones, Propiedades y Restricciones entre conceptos (3) DAML-ONT <Property lD = “Padres”> <cardinality>2</cardinality> <domain resource = “#Animal/”> </Property> ‘Padres’ es una propiedad (relacion) que se aplica solo a elemntos del tipo ‘Animal’, y que ademas los elementos que tienen ‘Padres’ tienen exactamente 2. <Property lD = “Hijo”> <inverseOf resource = “#Padres/”> </Property> Relación inversa. Si A son padres de B, entonces B es hijo de A. Web y Base de Datos - 2002

12. DAML-ONT Definición de un Lenguaje • Sintaxis: Especifica cuales son las cadenas de caracteres legales (válidas) del lenguaje. • Semántica: Significado de cada cadena legal. Pude ser especificada de diferentes maneras. Web y Base de Datos - 2002

13. DAML-ONT Semántica Axiomática DAML - ONT (traducción) Teoría lógica expresada en cálculo de predicados de primer orden (lógicamente equivalente) Web y Base de Datos - 2002

14. DAML-ONT Semántica Axiomática • ¿Cómo realizamos esta traducción? • Regla de traducir una frase o cadena RDF en una ración relacional de primer orden • Incluyendo en la traducción una serie de axiomas de cálculos de predicados de primer orden que restringen las interpretaciones permitidas en las propiedades y clases que están incluidas en DAML-ONT Web y Base de Datos - 2002

15. DAML-ONT Semántica Axiomática ¿Qué obtenemos con esta traducción? • Representación de la ontología • Serie de oraciones de primer orden que incluye los términos específicos de la ontología con una serie de axiomas predefinidos que restringen las interpretaciones • Modelo de cálculo de predicados de primer orden que tiene un modelo semántico teórico bien aceptado Web y Base de Datos - 2002

16. DAML-ONT Semántica Axiomática ¿Para qué? • Realizar inferencias automáticamente usando demostraciones de teoremas tradicionales Estos axiomas y reglas para generar la traducción de frases RDF en oraciones de primer orden es lo que nos interesa aquí Web y Base de Datos - 2002

17. DAML-ONT El Lenguaje Axiomático • Se describe en formato de intercambio de conocimiento KIF (Knowledge Interchange Format) • Utilizan constructores de primer orden sumados a relaciones y funciones específicas KIF, soportando listas y enteros como objetos en el dominio del texto • Listas y enteros son necesarios para axiomatizar los contenedores RDF y las propiedades DAML-ONT Web y Base de Datos - 2002

18. DAML-ONT El Lenguaje Axiomático • Cada sentencia RDF “Property P of resource R has value V” es trasladada en una sentencia KIF “(PropertyValue P R V)” • Ax 1: (<=>(Type ?r ?v) (PropertyValue Type ?r ?v)) • Ax 2: (=>(Type ?r ?v) (and(Type ?r ?v Resource) (Type ?c Class))) Web y Base de Datos - 2002

19. DAML-ONT Axiomas para RDF • Nombres de recursos declarados del tipo “Property” o “Class” • Recursos declarados tienen una clase y un tipo dado • Inicializa una propiedad de un recurso dado con un valor dado Web y Base de Datos - 2002

20. DAML-ONT Ejemplo de Traducción e Interfase DAML-ONT (clase “Persona”, persona “Chengue”) <Class ID=“Persona” > <subClassOfresource=“#Animal” /> <restrictedBy> <Restriction> <onProperty resource=“#padre” /> <toClass resource=“#Persona” /> </Restriction> </restrictedBy> </Class> <Persona ID=“Chengue” <padre resource=“#Juan” /> </Persona> Web y Base de Datos - 2002

21. DAML-ONT Ejemplo de Traducción e Interfase Traducción a sentencias RDF (type Persona Class) (subClassOf Persona Animal) (type Restriction R) (restrictedBy Persona R) (onProperty R padre) (toClass R Persona) (type Chengue Persona) (padre Chengue Juan) Traducción por nuestra semántica axiomática a sentencias KIF (type Persona Class) (subClassOf Persona Animal) (type Restriction R) (restrictedBy Persona R) (onProperty R padre) (toClass R Persona) (type Chengue Persona) (padre Chengue Juan) Web y Base de Datos - 2002

22. DAML-ONT Clases de DAML-ONT • Ax 3: Every object is type Thing • Ax 4: Every object is not type “Noghing” • Ax 5: An object of type “List” is also of type “Sequence” • Ax 6: Saying that an object is type “Disjoint” is equivalent to saying that the object is type “List”, that every item in the list is type “Class”, and that the classes in the list are pairwise disjoint Web y Base de Datos - 2002

23. DAML-ONT Clases de DAML-ONT • Ax 7: “Empty” and “Nothing” is the same class • Ax 8: Saying that an object P is type “TransitiveProperty” is equivalent to saying that P is type “Property”, and that if object Y is a value of P for object X and object Z is a value of P for Y, then Z is also a value of P for X • Ax 9: Saying than object P is type “UniqueProperty” is equivalent to saying that property and that if objects Y and Z are both values of P for object X, then Y and Z are the same object • Ax 10: Saying that an object P is type “UnambiguousProperty” is equivalent to saying than P is type property, and that if object V is a value of P for both objects X and Y, then X and Y are the same object Web y Base de Datos - 2002

24. DAML-ONT Conclusiones • Expresar elementos como clases, propiedades, restricciones y objetos en el dominio • Al traducirlo a un modelo lógico-matemático obtenemos un modelo poderoso para describir el contenido en el Web Web y Base de Datos - 2002

25. Otros Lenguajes Existencia de múltiples lenguajes: CKML, CLIPS, Conceptual-Graphs, CycL, DAML+OIL, ebXML, F-Logic, GRAIL, FIPA, KIF, OCML, OML, Ontolingua, RDF-RDFS, Thesauri, UML, UPML, XMLS, XOL, ..... SHOE (Simple HTML Ontology Extension) Provee una extensión de HTML con el objetivo de incorporar conocimiento semántico (legible por máquinas) en HTML u otros documentos Web. Permite definir clases, relaciones y reglas de inferencia. OIL (Ontology Inference Layer) Unifica tres aspectos importantes que proveen diferentes comunidades: Lógica descriptiva, sistemas basados en frame y lenguajes Web. Permite definir clases, slots y axiomas. Web y Base de Datos - 2002

26. Otros Lenguajes Comparación (con respecto al poder de definición) Jerarquía Conceptos Restricciones Axiomas Compatible Conceptos Propiedades + + DAML-ONT Subclase_de, Intersección, Unión o Complemento XML RDF Disjoint, Inversa, Dominio, rangos, cardinalidad,default Rica def. axiomática <Class Id= ... <subProperty.. + - XML/XMLS RDF/RDFS Subclase_de, Intersección, Unión o Complemento OIL Disjoint, Inversa, Dominio, rangos, cardinalidad ?????? clas-def ... <subslot-of.. HTML XML - SHOE No tiene disjoint Reglas de inferencia Solo Subclase_de ?????? <def-category name = ... No cardinalidad Web y Base de Datos - 2002

27. Trabajos Futuros Estandarización Para que las ontologías cumplan completamente su rol en la integración semántica en la Web, es necesario la estandarización de los diversos lenguajes. W3C Web Ontology Group (WebOnt) esta trabajando en el desarrollo de • Web ontology language (OWL) • Basado en los lenguajes existentes con una extensión de los constructores • Permita interoperabilidad de ontologías • Permita evolución de ontologías (versionamiento) • Permita detección de inconsistencias • Máxima compatibilidad con XML y RDF • Internacionalización (Diferentes vistas sobre una ontología) Web y Base de Datos - 2002

28. Crítica • Artículo técnico que hace una introducción al lenguaje mediante un sencillo ejemplo. • No presenta todas las cualidades del lenguaje • Da por sabidos muchos conocimientos técnicos que hay que dominar para comprender bien el artículo • No compara virtudes/contras con otros lenguajes • Al introducir el lenguaje mediante un ejemplo sencillo se entienden rápidamente los conceptos que quiere trasmitir Web y Base de Datos - 2002