powerpoint-präsentation · – ontologie-editoren, die eine kooperative arbeit explizit...
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006.10.2006
gefördert durch
106.10.2006
Kooperativer Ontologieaufbau
Katrin [email protected]
Institut für für Sprache und InformationAbteilung für InformationswissenschaftHHU DüsseldorfUniversitätsstr. 1, Geb. 23.21.04D-40225 Düsseldorf, Germany
206.10.2006
Was sind Ontologien?
• Systeme zur Wissensrepräsentation und -organisation.
• Für den Anfang: vergleichbar mit einem (erweiterten) Thesaurus.
• Abbilden von Wissen in strukturierter Form: Konzepte und Relationen (+ Instanzen und Regeln).
• Eignen sich besonders für die Abbildung komplexer Strukturen in eingegrenzten Wissensbereichen.
306.10.2006
Ontologien: Bestandteile und Struktur
Class A
Class A.1 Class A.2
Class A.1.1
I I I
Class B
Class B.1 Class B.2
Beliebige RelationHierarchie-Relation
I I II I I IClass A.1.2
I
I
I
Instances/ Individuals Weiter können Regeln für die Klassenzugehörigkeit und für
Verbindung von Konzepten angelegt werden, formale Logik wird in manchen Ontologiesprachen unterstützt.Meist können auch Definitionen und Anmerkungen ergänzt werden.
406.10.2006
Ontologien: Bestandteile und StrukturistRegisseurVon
Film
Spielfilm Dokumentarf.
Komödie
I I I
Personen
DarstellerRegisseur
hatRegisseurHierarchie-Relation
I I II I I IThriller
I
I
I
Instanzen Personennamen
Instanzen Filmtitel
506.10.2006
Ontologien: Technik und Hilfsmittel
• Verschiedene Ontologiesprachen werden zur Abbildung von Ontologien entwickelt, z. B.: DAML, XOL, OIL, OWL; genutzt werden aber auch z. B. XML, RDF. Einige unterstützen Beschreibungslogik (z. B. OWL-DL).
• Editoren werden entwickelt, um den Aufbau von Ontologien zu vereinfachen. Beispiele: Protégé, OntoStudio.
• Reasoner werden eingesetzt, um logische Inkonsistenzen innerhalb der Ontologie aufzuspüren. Beispiele: FACT, Pellet.
606.10.2006
Ontologien: Bestandteile und Struktur
BIO2Me, Entwurf einer Ontologie für Hilfsmittel und Methoden der Bioinformatik. Erstellt mit Protégé3.1 im Rahmen des Ontoverse Projektes.
Definition
Relationen
Bedingungen
Beispiel-Ontologie: Klassen
706.10.2006
Beispiel-Ontologie: Instanzen und Eigenschaften
BIO2Me, Entwurf einer Ontologie für Hilfsmittel und Methoden der Bioinformatik. Erstellt mit Protégé3.1 im Rahmen des Ontoverse Projektes.
806.10.2006
Definitionsproblematik
• Theoretisch vorhandene hohe Ausdruckskraft wird bisher kaum ausgeschöpft.
• Eine einheitliche definitorische Abgrenzung zu anderen Systemen wie Thesauri fehlt.
• Fehlender interdisziplinärer Austausch
Dringender Bedarf nach Klärung und Konsensbildung.
906.10.2006
Definitionsproblematik
Ontologie
Thesaurus
Klassifikation
…
Begriffs- und Ordnungssysteme
Definition
Definition
Definition
Definition
Heavyweight Ontology
Lightweight Ontology
Thesaurus
Terminologie
Ontologien
…
Wünschenswerte Sicht Aktuell vorherrschende Sicht
1006.10.2006
Definitionsproblematik
Vorerst gängige Definition:
„An ontology is a explicit specification of a conceptualisation.“Gruber (1993)
Studer, Benjamins, Fensel (1998)
„formal“ „shared“
Ziel von Ontologien: Wissen in strukturierter Form abbilden und als gemeinsame Wissensgrundlage („shared conceptualisation“) bereitstellen; für Menschen innerhalb einer Wissensdomäne, für Computer untereinander oder zwischen Mensch und Computer.
1106.10.2006
Ontologien zur Konsensabbildung
Aktueller Stand:Ontologien, Forschungsgruppen und Projekte sind verteilt. Es gibt keine zentrale Bündelung, aber verschiedene Kooperationen. • Ansätze z. B. bei OBO (Open Biomedical Ontologies,
http://obo.sourceforge.net/main.html)
Ontologien werden i.d.R. von Teams aufgebaut, Kooperationen finden statt. Aber meist besteht kein offener Zugang für Interessierte. • Z. B.: Bei GeneOntology werden Änderungsvorschläge aufgenommen.
(http://www.geneontology.org)
Ein offener Diskurs über die bestehenden Ontologien wird bisher nicht explizit gefördert.
Kooperative Ontologieerstellung kann Konsensbildung fördern und Konsensabbildung sicherstellen.
1206.10.2006
Phasen des Ontologieaufbaus
Konzeptualisierung
Umsetzung
Pflege
Planung von Inhalt und Umfang. Lose Konzeptsammlung.Festlegen von Regeln für strukturierten Aufbau.
Umsetzung in eine formale Ontologiesprache (im Editor).Erarbeiten der eigentlichen Strukturierung.
Aktualisierungen, Fehlerkorrekturen, Enrichment. Evaluierung. Diskussionen über Stand und Entwicklung.
Wiederverwendung Wiederverwendung (Reuse) und Modifikationen:Verschmelzung, Verbindung, Integration, Abspaltung.
1306.10.2006
Inter-ontologische und intra-ontologische Ebene
Inter-ontologische Ebene
Betrachtet Beziehungen zwischen verschiedenen Ontologien.
Merging und Mapping wichtigste Aktionen auf dieser Ebene.
Prognose: verschiedene hochspezialisierte Ontologien für einzelne Einsatzbereiche.
Strukturierter Zugang benötigt.
Multiple viewsVerschiedene Perspektiven
Intra-ontologische Ebene
Betrachtet die Zusammenhänge innerhalb eines abgegrenzten Ontologieprojektes.
Ontologieaufbau durch eine möglichst große Community.
Richtlinien und Regeln für konsistenten Aufbau benötigt.
Shared conceptualisationGemeinsame Sichtweise
1406.10.2006
Kooperative Ontologieentwicklung
Die Vorteile:• Umsetzung und Pflege der Ontologie schneller und umfassender möglich. • Unterstützung von Diskussionen über Fachtermini und Definitionen.• Konsensbildung auf intra-ontologischer und Vielfalt auf inter-ontologischer
Ebene wird gefördert.
Die Herausforderung:• Zusammenarbeit unterstützen und fördern. • Hilfsmittel für die Koordination erforderlich.• Bislang fehlen:
– Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen– Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften.
1506.10.2006
Ansatz: Ontologieentwicklung im Wiki
Ziele:
• Zentraler Treffpunkt für Ontologie-Entwickler, Nutzer und interessierte Fachexperten.
• Bearbeitung bestehender und Eingabe neuer Ontologiedaten.
• Dauerhafte Möglichkeit für Diskussionen und Änderungen.
• Paralleles, zeitgleiches Arbeiten. Änderungen sind direkt für die gesamte Community sichtbar
1606.10.2006
Ontologieentwicklung im Wiki
Konzept bei Ontoverse:
• Spezielle Ontologie-Wiki-Technologie.
• Rollen und Benutzerrechte, Urheberschaftsauthentifizierung.
• Unterstützung der verschiedenen Stufen des Ontologieaufbaus.
• Plattform für die Entwicklungen diverser Einzelontologien.
• Systeme für Archivierung und Versionisierung werden benötigt.
1706.10.2006
Mögliches SzenarioNutzer durchsucht
vorhandene OntologienNutzer durchsucht
vorhandene Ontologien
Ontologie kann genutzt werden
Ontologie kann genutzt werden
Passende Ontologie gefunden
Passende Ontologie nicht gefunden
Neue Ontologie kann initialisiert werden
Neue Ontologie kann initialisiert werden
AnforderungsspezifikationAnforderungsspezifikation
Unstrukturierte KonzepteUnstrukturierte Konzepte
StrukturierungStrukturierung
Ontologie-Archiv
Ontologie-Archiv
Neue OntologieNeue OntologieBearbeitete Ontologie
Bearbeitete Ontologie
Ergänzen und ÄndernErgänzen und Ändern
DiskussionenDiskussionen
Teilen und VerbindenTeilen und Verbinden
1806.10.2006
Technische Unterstützung
Benötigt werden:
Funktionales Rechtesystem für Benutzerrollen, Benutzeridentifikation.
Zentraler Speicherort für aktuelle Ontologieversion. Konsistenzcheck.
Übersicht, wer welche Änderungen vorgenommen hat und wann.
Möglichkeit zur geeigneten Diskussion, Kommentierung von Änderungen.
Möglichkeiten zur Einbindung externer Fachexperten und Arbeitsgruppen
1906.10.2006
Fazit
• Gemeinschaftlicher Ontologieaufbau für die Realisierung umfassender und aktueller Ontologien sowie zur Konsensbildung.
• Möglichkeit zur Umsetzung: Ontologie-Wiki-Plattform.
• Unterstützung aller Phasen des Ontologieaufbaus.
• Kooperationen auf intra-ontologischer und Strukturierung auf inter-ontologischer Ebene.
• Interdisziplinärer Austausch und gemeinsame Definitionsbildung als wichtige Schritte für die Zukunft der Ontologieforschung.
2006.10.2006
Viele Grüße aus Düsseldorf
Für Kontakte, Fragen und Anregungen:
Katrin [email protected]
2106.10.2006
Literatur
• Corcho, O.; Fernandez-Lopez, M; Gomez-Perez, A.: Methodologies, Tools and Languages for Building Ontologies. Where is their Meeting Point? In: Data and Knowledge Engineering 46, 2003, S. 41-64.
• Davies, J.; Fensel, D.; van Harmelen, F. (Hrsg.): Towards the Semantic Web. Ontology-Driven Knowledge Management. Chichester 2003.
• Gomez-Perez, A.; Fernandez-Lopez, M.; Corcho, O.: Ontological Engineering. London 2004
• Hepp, M., Bachlehner, D., Siorpaes, K.: OntoWiki - Community-driven Ontology Engineering and Ontology Usage based on Wikis. Proceedings of the 2005 International Symposium on Wikis (WikySym), San Diego 2005.
• Staab, S.; Studer, R. (Hrsg.): Handbook on Ontologies. Berlin, Heidelberg, New York 2004.
• Sure, Y.; Erdmann, M.; Angele, J.; Staab, S; Studer, R.; Wenke, D.: OntoEdit. Collaborative Ontology Development for the Semantic Web. Technical Report 419, University of Karlsruhe, Institut AIFB, 2002.