Ontologia stosowana

Ontologia stosowana
Paweł Garbacz
www.l3g.pl
Katolicki Uniwersytet Lubelski Jana Pawła II
18 sierpnia 2011
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
1 / 45
Reprezentacja wiedzy
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
2 / 45
Reprezentacja wiedzy
1
problem: jak zapisać wiedzę w komputerze, aby:
1
2
3
2
maszyna umiała generować nową wiedzę z wiedzy powierzonej
ludzie rozumieli (nową i powierzoną) wiedzę
maszyna umiała dzielić się wiedzą z innymi maszynami
lokalizacja metodologiczna:
1
2
3
4
5
badania nad sztuczną inteligencją
informatyka
logika
psychologia
filozofia
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
2 / 45
Problem semantyczny reprezentacji wiedzy
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
3 / 45
Problem semantyczny reprezentacji wiedzy
1
problem wieży Babel
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
3 / 45
Problem semantyczny reprezentacji wiedzy
1
2
problem wieży Babel
problemy ze znaczeniem
1
2
3
4
Warszawa jest stolicą Polski.
Warszawa jest stolicą Polski.
Stolicą Polski jest Warszawa.
Warszawa jest siedzibą rządu Polski.
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
3 / 45
Problem semantyczny reprezentacji wiedzy
1
2
problem wieży Babel
problemy ze znaczeniem
1
2
3
4
5
Warszawa jest stolicą Polski.
Warszawa jest stolicą Polski.
Stolicą Polski jest Warszawa.
Warszawa jest siedzibą rządu Polski.
sdfe@@!!¿¡,.
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
3 / 45
Problem semantyczny reprezentacji wiedzy
1
2
problem wieży Babel
problemy ze znaczeniem
1
2
3
4
5
3
Warszawa jest stolicą Polski.
Warszawa jest stolicą Polski.
Stolicą Polski jest Warszawa.
Warszawa jest siedzibą rządu Polski.
sdfe@@!!¿¡,.
problemy z wnioskowaniem
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
3 / 45
Problem semantyczny reprezentacji wiedzy
1
2
problem wieży Babel
problemy ze znaczeniem
1
2
3
4
5
3
Warszawa jest stolicą Polski.
Warszawa jest stolicą Polski.
Stolicą Polski jest Warszawa.
Warszawa jest siedzibą rządu Polski.
sdfe@@!!¿¡,.
problemy z wnioskowaniem
Warszawa jest stolicą Polski.
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
3 / 45
Problem semantyczny reprezentacji wiedzy
1
2
problem wieży Babel
problemy ze znaczeniem
1
2
3
4
5
3
Warszawa jest stolicą Polski.
Warszawa jest stolicą Polski.
Stolicą Polski jest Warszawa.
Warszawa jest siedzibą rządu Polski.
sdfe@@!!¿¡,.
problemy z wnioskowaniem
Warszawa jest stolicą Polski.
Warszawa jest miastem.
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
3 / 45
Wiedza w komputerze . . .
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
4 / 45
. . . i wiedza w człowieku
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
5 / 45
Rozwiązania problemu semantycznego
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
6 / 45
Rozwiązania problemu semantycznego
1
wersja mini - semantyka w metadanych
2
...
3
wersja maxi - semantyka w modelu
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
6 / 45
Wiedza w metadanych
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
7 / 45
Wiedza w metadanych
dane o danych
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
7 / 45
Wiedza w metadanych
dane o danych
metadane dla reprezentacji wiedzy
XML jako alfabet metadanych
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
7 / 45
Wiedza w metadanych
dane o danych
metadane dla reprezentacji wiedzy
XML jako alfabet metadanych
przykład
<breakfast menu>
<food>
<name>Eskalopki wołowe</name>
<price>84</price>
<calories>850</calories>
</food>
</breakfast menu>
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
7 / 45
Wiedza w metadanych - schema.org
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
8 / 45
Wiedza w metadanych - schema.org
drzewo znaczników HTML (HTML tags), które są/będą
wykorzystywane przez Google, Yahoo! oraz Bing do wyszukiwania
informacji
część standardu HTML5
typ mikrodanych
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
8 / 45
schema.org (2)
Restauracja “MAGIA”
20-114 Lublin
ul. Rybna 1 / Grodzka 2
RESTAURACJA: kontakt, rezerwacje: tel. +48 (81) 5323041
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
9 / 45
schema.org (2)
<p align=”center”> Restauracja &quot;MAGIA&quot; </p>
<br>
20-114 Lublin<br>
ul. Rybna 1 / Grodzka 2 <br>
<p align=”center”> <br>
<b> &nbsp;&nbsp;&nbsp;RESTAURACJA: kontakt, rezerwacje
</b> <br>
tel. +48 (81) 532304 </p>
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
9 / 45
schema.org (2)
<p align=”center”>
<div itemscope itemtype=”http://schema.org/Restaurant”>
<span itemprop=”name”>Restauracja &quot;MAGIA&quot; </span>
</p> <br>
<div itemprop=”address” itemscope itemtype=”http://schema.org/PostalAddress”> <br>
<span itemprop=”postalCode”> 20-114 Lublin</span> <br>
<span itemprop=”streetAddress”>ul. Rybna 1 / Grodzka 2</span>
</div>
<p align=”center”> <br>
<b> &nbsp;&nbsp;&nbsp;RESTAURACJA: kontakt, rezerwacje
</b> <br>
<span itemprop=”telephone”>+48 (81) 532304</span>
</p> </div>
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
9 / 45
schema.org (2)
<p align=”center”>
<div itemscope itemtype=”http://schema.org/Restaurant”>
<span itemprop=”name”>Restauracja &quot;MAGIA&quot; </span>
</p> <br>
<div itemprop=”address” itemscope itemtype=”http://schema.org/PostalAddress”> <br>
<span itemprop=”postalCode”> 20-114 Lublin</span> <br>
<span itemprop=”streetAddress”>ul. Rybna 1 / Grodzka 2</span>
</div>
<p align=”center”> <br>
<b> &nbsp;&nbsp;&nbsp;RESTAURACJA: kontakt, rezerwacje
</b> <br>
<span itemprop=”telephone”>+48 (81) 532304</span>
</p> </div>
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
9 / 45
Wiedza w modelu - Cyc
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
10 / 45
Wiedza w modelu - Cyc
baza wiedzy
prawie 500 000 terminów/słów
około 15 000 relacji
około 5 000 000 (s)twierdzeń
struktura teorii aksjomatycznej
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
10 / 45
Wiedza w modelu - Cyc
baza wiedzy
prawie 500 000 terminów/słów
około 15 000 relacji
około 5 000 000 (s)twierdzeń
struktura teorii aksjomatycznej
“silnik” wnioskujący
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
10 / 45
Wiedza w modelu - Cyc
baza wiedzy
prawie 500 000 terminów/słów
około 15 000 relacji
około 5 000 000 (s)twierdzeń
struktura teorii aksjomatycznej
“silnik” wnioskujący
moduł przetwarzania języka etnicznego
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
10 / 45
Cyc jako produkt
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
11 / 45
Cyc jako produkt
D. Lenat, R. Guha i in. [Lenat and Guha, 1990]
Cycorp - www.cyc.com
zastosowania
1
2
3
4
informatyka medyczna
analiza finansowa
bezpieczeństwo systemów komputerowych
...
moduły Cyc:
OpenCyc
ResearchCyc
...
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
11 / 45
Struktura bazy wiedzy Cyc
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
12 / 45
Struktura bazy wiedzy Cyc
dwie relacje teoriomnogościowe
1
2
isa - ∈
genls - ⊂
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
12 / 45
Struktura bazy wiedzy Cyc
dwie relacje teoriomnogościowe
1
2
isa - ∈
genls - ⊂
relacje teorimnogościowe są reprezentowane w Cyc
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
12 / 45
Struktura bazy wiedzy Cyc
dwie relacje teoriomnogościowe
1
2
isa - ∈
genls - ⊂
relacje teorimnogościowe są reprezentowane w Cyc
mikroteorie
reprezentacja kontekstu
przynajmniej jedna mikroteoria dla każdego stwierdzenia
relacja bardziej-mniej ogólna
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
12 / 45
Struktura bazy wiedzy Cyc
dwie relacje teoriomnogościowe
1
2
isa - ∈
genls - ⊂
relacje teorimnogościowe są reprezentowane w Cyc
mikroteorie
reprezentacja kontekstu
przynajmniej jedna mikroteoria dla każdego stwierdzenia
relacja bardziej-mniej ogólna
mikroteorie mogą być sprzeczne!
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
12 / 45
Wikipedia vs DBpedia
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
13 / 45
Jeżeli sen semantyczny się ziści, to . . .
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
14 / 45
Jeżeli sen semantyczny się ziści, to . . .
1
komputer, tak jak człowiek, będzie w ten sam sposób przetwarzał
teksty równoznaczne/synonimiczne
2
komputer, tak jak człowiek, będzie w różny sposób przetwarzał teksty
różnoznaczne
3
komputer, tak jak człowiek, będzie generował nową wiedzę
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
14 / 45
Po co ontologia stosowana?
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
15 / 45
Po co ontologia stosowana?
Sekret nakręcenia dobrego filmu polega na tym,
aby wszyscy kręcili ten sam film.
Francis Ford Coppola
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
15 / 45
Po co ontologia stosowana? (2)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
16 / 45
Po co ontologia stosowana? (2)
1
integracja
1
2
3
integracja zbiorów danych
integracja baz danych
integracja interfejsów systemów informatycznych
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
16 / 45
Po co ontologia stosowana? (2)
1
integracja
1
2
3
2
integracja zbiorów danych
integracja baz danych
integracja interfejsów systemów informatycznych
wparcie procesów decyzyjnych
1
2
automatyczna dedukcja
automatyczna weryfikacja spójności danych
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
16 / 45
Po co ontologia stosowana? (2)
1
integracja
1
2
3
2
wparcie procesów decyzyjnych
1
2
3
integracja zbiorów danych
integracja baz danych
integracja interfejsów systemów informatycznych
automatyczna dedukcja
automatyczna weryfikacja spójności danych
wzbogacenie semantyczne
1
2
algorytmy oparte na ontologii
ontologia z/w kodzie, np.
klasy JAVA generowane automatycznie z klas ontologii
3
4
projektowanie systemu informatycznego oparte na ontologii
implementacja standardów terminologicznych
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
16 / 45
Po co ontologia stosowana? (2)
1
integracja
1
2
3
2
wparcie procesów decyzyjnych
1
2
3
integracja zbiorów danych
integracja baz danych
integracja interfejsów systemów informatycznych
automatyczna dedukcja
automatyczna weryfikacja spójności danych
wzbogacenie semantyczne
1
2
algorytmy oparte na ontologii
ontologia z/w kodzie, np.
klasy JAVA generowane automatycznie z klas ontologii
3
4
4
projektowanie systemu informatycznego oparte na ontologii
implementacja standardów terminologicznych
zarządzanie wiedzą
1
2
3
odkrywanie wiedzy (knowledge discovery)
kategoryzacja zasobów informacynych
schematyzacja wiedzy ekspertów dziedzinowych
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
16 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład pierwszy
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
17 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład pierwszy
ACFT
N7213US
N3821US
N4452US
...
Type
B747
B777
A320
...
Tabela: Tabela Resources z DB United Airlines
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
17 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład pierwszy
ACFT
N7213US
N3821US
N4452US
...
Type
B747
B777
A320
...
Tabela: Tabela Resources z DB United Airlines
Model
717
747
777
...
Facility
Renton
Everett
Everett
...
Tabela: Tabela Production z DB Boeing Corporation
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
17 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład pierwszy
ACFT
N7213US
N3821US
N4452US
...
Type
B747
B777
A320
...
Tabela: Tabela Resources z DB United Airlines
Model
717
747
777
...
Facility
Renton
Everett
Everett
...
Tabela: Tabela Production z DB Boeing Corporation
Tail
N4213US
N3801US
N7252US
...
PurchaseDate
1998.02.12
1999.04.12
2004.05.02
...
Tabela: Tabela 777 z DB US Airways
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
17 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład pierwszy (2)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
18 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład pierwszy (2)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
18 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład pierwszy (2)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
18 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład drugi
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
19 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład drugi
1
projekt J-TADIS
1
2
3
integracja różnych systemów zarządzania i kontroli obrony powietrznej
(Air Defence Control and Command legacy systems)
usługodawca: Ministerstwo Obrony Zjednoczonego Królestwa
usługobiorca: Qinetiq (www.qinetiq.co.uk)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
19 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład drugi
1
projekt J-TADIS
1
2
3
2
integracja różnych systemów zarządzania i kontroli obrony powietrznej
(Air Defence Control and Command legacy systems)
usługodawca: Ministerstwo Obrony Zjednoczonego Królestwa
usługobiorca: Qinetiq (www.qinetiq.co.uk)
wiadomości ACO (Air Command Order)
1
2
3
...
ACM - Air Control Means
...
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
19 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład drugi (2)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
20 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład drugi (2)
...
ACMID/ACM:ROZ/NAME:ROZ1/CIRCLE/LATS:240115N0555342E/15.0KM//
EFFLEVEL/FLFL:FL150-FL350//
...
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
20 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład drugi (3)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
21 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład drugi (3)
Rysunek: ACM “ROZ1”
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
21 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład drugi (4)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
22 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład drugi (4)
Rysunek: Interpretacja ontologiczna ROZ1
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
22 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład drugi (5)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
23 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład drugi (5)
Rysunek: Interpretacja ontologiczna ROZ1
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
23 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład drugi (6)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
24 / 45
Potrzeba analizy ontologicznej - przykład drugi (6)
Rysunek: Interpretacja ontologiczna ROZ1
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
24 / 45
Ontologia wczoraj . . .
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
25 / 45
Ontologia wczoraj . . .
Jest taka wiedza, która rozważa byt jako byt oraz to, co przysługuje
mu w sposób istotny (Arysototeles, Metafizyka 1003a 20)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
25 / 45
Ontologia wczoraj . . .
Jest taka wiedza, która rozważa byt jako byt oraz to, co przysługuje
mu w sposób istotny (Arysototeles, Metafizyka 1003a 20)
τ α µητ α τ α φυσικα
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
25 / 45
Ontologia wczoraj . . .
Jest taka wiedza, która rozważa byt jako byt oraz to, co przysługuje
mu w sposób istotny (Arysototeles, Metafizyka 1003a 20)
τ α µητ α τ α φυσικα
Lexicon philosophicum, quo tanquam clave philosophiae fores
aperiuntur (R. Goclenius, 1613)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
25 / 45
Ontologia wczoraj . . .
Jest taka wiedza, która rozważa byt jako byt oraz to, co przysługuje
mu w sposób istotny (Arysototeles, Metafizyka 1003a 20)
τ α µητ α τ α φυσικα
Lexicon philosophicum, quo tanquam clave philosophiae fores
aperiuntur (R. Goclenius, 1613)
(nic) o wszystkim:
Nic nie może jednocześnie być jakieś i nie być jakieś.
Każdy byt ma swoją przyczynę.
W rzeczywistości nie istnieją przedmioty ogólne.
...
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
25 / 45
Ontologia wczoraj . . .
Jest taka wiedza, która rozważa byt jako byt oraz to, co przysługuje
mu w sposób istotny (Arysototeles, Metafizyka 1003a 20)
τ α µητ α τ α φυσικα
Lexicon philosophicum, quo tanquam clave philosophiae fores
aperiuntur (R. Goclenius, 1613)
(nic) o wszystkim:
Nic nie może jednocześnie być jakieś i nie być jakieś.
Każdy byt ma swoją przyczynę.
W rzeczywistości nie istnieją przedmioty ogólne.
...
ontologie formalne:
ontologia S. Leśniewskiego
system H. Scholza
metafizyka E. Zalty
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
25 / 45
. . . i ontologia dziś
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
26 / 45
. . . i ontologia dziś
inżynieria ontologiczna - dziedzina nauki/inżynierii
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
26 / 45
. . . i ontologia dziś
inżynieria ontologiczna - dziedzina nauki/inżynierii
informatyka
sztuczna inteligencja
reprezentacja wiedzy
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
26 / 45
. . . i ontologia dziś
inżynieria ontologiczna - dziedzina nauki/inżynierii
informatyka
sztuczna inteligencja
reprezentacja wiedzy
ontologie inżynieryjne - artefakty wyprodukowane i opisywane w
ontologii inżynieryjnej
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
26 / 45
. . . i ontologia dziś
inżynieria ontologiczna - dziedzina nauki/inżynierii
informatyka
sztuczna inteligencja
reprezentacja wiedzy
ontologie inżynieryjne - artefakty wyprodukowane i opisywane w
ontologii inżynieryjnej
http://swoogle.umbc.edu
>10 000 ontologii (w 2007 roku)!
>100 000 unikalnych dokumentów semantycznych w formacie RDF
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
26 / 45
. . . i ontologia dziś
inżynieria ontologiczna - dziedzina nauki/inżynierii
informatyka
sztuczna inteligencja
reprezentacja wiedzy
ontologie inżynieryjne - artefakty wyprodukowane i opisywane w
ontologii inżynieryjnej
http://swoogle.umbc.edu
>10 000 ontologii (w 2007 roku)!
>100 000 unikalnych dokumentów semantycznych w formacie RDF
Sieć Semantyczna (Semantic Web) a ontologia inżynieryjna
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
26 / 45
. . . i ontologia dziś (2)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
27 / 45
. . . i ontologia dziś (2)
1
wymiar instytucjonalny
1
International Association for Ontology and its Applications
(www.iaoa.org)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
27 / 45
. . . i ontologia dziś (2)
1
wymiar instytucjonalny
1
2
3
4
5
6
International Association for Ontology and its Applications
(www.iaoa.org)
Institute for Formal Ontology and Medical Information Science
(ifomis.org)
Knowledge Media Institute (www.kmi.open.ac.uk)
National Center For Biomedical Ontology (www.bioontology.org)
Information Systems Laboratory (www.ics.forth.gr)
...
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
27 / 45
. . . i ontologia dziś (2)
1
wymiar instytucjonalny
1
2
3
4
5
6
2
International Association for Ontology and its Applications
(www.iaoa.org)
Institute for Formal Ontology and Medical Information Science
(ifomis.org)
Knowledge Media Institute (www.kmi.open.ac.uk)
National Center For Biomedical Ontology (www.bioontology.org)
Information Systems Laboratory (www.ics.forth.gr)
...
publikatory
1
2
3
Applied Ontology
Data and Knowledge Engineering
International Journal of Human and Computer Studies
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
27 / 45
. . . i ontologia dziś (2)
1
wymiar instytucjonalny
1
2
3
4
5
6
2
International Association for Ontology and its Applications
(www.iaoa.org)
Institute for Formal Ontology and Medical Information Science
(ifomis.org)
Knowledge Media Institute (www.kmi.open.ac.uk)
National Center For Biomedical Ontology (www.bioontology.org)
Information Systems Laboratory (www.ics.forth.gr)
...
publikatory
1
2
3
4
Applied Ontology
Data and Knowledge Engineering
International Journal of Human and Computer Studies
konferencje:
1
2
3
4
Formal Ontology in Information Systems
Formal Ontologies Meet Industry
Knowledge Representation and Reasoning
...
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
27 / 45
. . . i ontologia dziś (3)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
28 / 45
. . . i ontologia dziś (3)
1
ontologiczny sektor IT
Apple SIRI
BeInformed
Cambridge Semantics
Connotate
Department of Homeland Security
EDM Council
Franz — AMDOCS
IBM Dr. Watson Project
Innovative Query
Mayo Clinic
Recognos Financial
Revelytix
Sallie Mae
Sandpiper
Semantic Arts
Top Quadrant
Trigent Software
Visual Knowledge
zAgile
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
28 / 45
. . . i ontologia dziś (4)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
29 / 45
. . . i ontologia dziś (4)
1
Ontologia stosowana mówi wielu językami
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
29 / 45
. . . i ontologia dziś (4)
1
Ontologia stosowana mówi wielu językami
KIF
Ontolingua
Express
DAML+OIL
RDF i RDF(S)
OWL - obecnie OWL 2.0
Common Logic
język naturalny
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
29 / 45
. . . i ontologia dziś (5)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
30 / 45
. . . i ontologia dziś (5)
1
edytory “graficzne” do tworzenia i walidacji ontologii
Altova SemanticWorks
FluentEditor
HOZO
Protege
TopBraid
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
30 / 45
. . . i ontologia dziś (5)
1
edytory “graficzne” do tworzenia i walidacji ontologii
Altova SemanticWorks
FluentEditor
HOZO
Protege
TopBraid
2
środowiska programistyczne
JENA (jena.sourceforge.net)
OwlDotNetApi
SETH
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
30 / 45
. . . i ontologia dziś (5)
1
edytory “graficzne” do tworzenia i walidacji ontologii
Altova SemanticWorks
FluentEditor
HOZO
Protege
TopBraid
2
środowiska programistyczne
JENA (jena.sourceforge.net)
OwlDotNetApi
SETH
3
automatyczne rozumowanie w ontologii
rozmaite wtyczki (plugin) do Protege
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
30 / 45
10 000+ ontologii inżynieryjnych w 40 słowach
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
31 / 45
10 000+ ontologii inżynieryjnych w 40 słowach
Tag cloud
Controlled vocabulary
Thesauri
Collaborative tagging
Folk taxonomy
Directory
Subject Map
Semantic Web
Cladistics
Markup languages
Social bookmarking
Tags
Tagging
Taxonomy
Folksonomy
Classification
Categorization
RDF
Metadata
Systematics
Ontology
Microformats
Data dictionary
OPML
XOXO
OWL
Subject Trees
Information Architecture
Data Reference Model
Phylogeny
Topic Maps
Concept Maps
Synsets
Glossary
Metadata
Facets
Structure
Dublin Core
Typology
WordNet
Tabela: Zestawienie skonstruowane w trakcie Ontology Summit 2007
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
31 / 45
Ontologie a bazy danych
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
32 / 45
Ontologie a bazy danych
1
(relacyjna) baza danych
schemat (logiczny) bazy danych
dane w bazie danych
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
32 / 45
Ontologie a bazy danych
1
(relacyjna) baza danych
schemat (logiczny) bazy danych
dane w bazie danych
2
ontologia
aksjomaty
fakty
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
32 / 45
Ontologie a bazy danych (2)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
33 / 45
Ontologie a bazy danych (2)
aksjomaty/schemat:
StudentWizard ⊆ Human.
Wizard ⊆ Human.
StudentWizard ∩ Wizard = ∅.
Animal ∩ Human = ∅.
isMagicalPetOf ⊆ Animal × Human.
isFriendOf ⊆ Human × Human.
Phoenix ⊆ Animal.
Phoenix ⊆ isMagicalPetOf only Wizard.
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
33 / 45
Ontologie a bazy danych (2)
aksjomaty/schemat:
StudentWizard ⊆ Human.
Wizard ⊆ Human.
StudentWizard ∩ Wizard = ∅.
Animal ∩ Human = ∅.
isMagicalPetOf ⊆ Animal × Human.
isFriendOf ⊆ Human × Human.
Phoenix ⊆ Animal.
Phoenix ⊆ isMagicalPetOf only Wizard.
fakty/dane:
Hedwig ∈ Animal.
HarryPotter ∈ StudentWizard.
Hedwig isMagicalPetOf HarryPotter .
Fawkes ∈ Phoenix.
Dumbledore ∈ Human.
HermionaGranger is StudentWizard.
HarryPotter isFriendOf Dumbledore.
Dumbledore isFriendOf HarryPotter .
HermionaGranger isFriendOf HarryPotter .
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
33 / 45
Ontologie a bazy danych - otwarty/zamknięty świat
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
34 / 45
Ontologie a bazy danych - otwarty/zamknięty świat
Czy HermionaGranger isFriendOf Dumbledore?
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
34 / 45
Ontologie a bazy danych - otwarty/zamknięty świat
Czy HermionaGranger isFriendOf Dumbledore?
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
Wróć do ontologii
18 sierpnia 2011
34 / 45
Ontologie a bazy danych - otwarty/zamknięty świat
Czy HermionaGranger isFriendOf Dumbledore?
bazy danych
Wróć do ontologii
Nie: HermionaGranger isFriendOf Dumbledore
założenie zamkniętego świata
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
34 / 45
Ontologie a bazy danych - otwarty/zamknięty świat
Czy HermionaGranger isFriendOf Dumbledore?
bazy danych
Wróć do ontologii
Nie: HermionaGranger isFriendOf Dumbledore
założenie zamkniętego świata
ontologia
Nie wiem: HermionaGranger isFriendOf Dumbledore
założenie otwartego świata
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
34 / 45
Ontologie a bazy danych - jednoznaczność nazw
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
35 / 45
Ontologie a bazy danych - jednoznaczność nazw
Ile ∗ isFriendOf HarryPotter ?
Garbacz (KUL)
Wróć do ontologii
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
35 / 45
Ontologie a bazy danych - jednoznaczność nazw
Ile ∗ isFriendOf HarryPotter ?
bazy danych
Wróć do ontologii
2
nazwy są unikalne
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
35 / 45
Ontologie a bazy danych - jednoznaczność nazw
Ile ∗ isFriendOf HarryPotter ?
bazy danych
Wróć do ontologii
2
nazwy są unikalne
ontologia
>1
nazwy nie są unikalne (być może: Dumbledore = HermionaGranger )
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
35 / 45
Ontologie a bazy danych - nowe informacje
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
36 / 45
Ontologie a bazy danych - nowe informacje
Fawkes isMagicalPetOf Dumbledore.
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
36 / 45
Ontologie a bazy danych - nowe informacje
Fawkes isMagicalPetOf Dumbledore.
bazy danych
error: Dumbledore ∈
/ Wizard Wróć do ontologii
schemat definiuje spójność danych (data integrity constraints)
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
36 / 45
Ontologie a bazy danych - nowe informacje
Fawkes isMagicalPetOf Dumbledore.
bazy danych
error: Dumbledore ∈
/ Wizard Wróć do ontologii
schemat definiuje spójność danych (data integrity constraints)
ontologia
Dumbledore ∈ Wizard
aksjomaty zawierają potencjalnie nowe informacje
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
36 / 45
Paweł Garbacz a ontologia
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
37 / 45
Moje miejsce w ontologii stosowanej
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
37 / 45
Moje miejsce w ontologii stosowanej
1
zastosowania ontologii stosowanej
1
2
3
inżynieria ([Garbacz, 2006], [Borgo et al., 2009a],
[Borgo et al., 2009b])
historia ([Garbacz et al., 2010])
politologia ([Garbacz et al., 2009])
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
37 / 45
Moje miejsce w ontologii stosowanej
1
zastosowania ontologii stosowanej
1
2
3
2
inżynieria ([Garbacz, 2006], [Borgo et al., 2009a],
[Borgo et al., 2009b])
historia ([Garbacz et al., 2010])
politologia ([Garbacz et al., 2009])
meta-ontologia ontologii stosowanej ([Garbacz and Trypuz, 2011])
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
37 / 45
Moje miejsce w ontologii stosowanej
1
zastosowania ontologii stosowanej
1
2
3
inżynieria ([Garbacz, 2006], [Borgo et al., 2009a],
[Borgo et al., 2009b])
historia ([Garbacz et al., 2010])
politologia ([Garbacz et al., 2009])
2
meta-ontologia ontologii stosowanej ([Garbacz and Trypuz, 2011])
3
popularyzacja idei ontologii stosowanej w polskiej informatyce i
filozofii
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
37 / 45
Zastosowanie ontologii stosowanej w inżynierii
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
38 / 45
Zastosowanie ontologii stosowanej w inżynierii
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
38 / 45
Formalizacja
Let F be a class of behavioral constraints defined on, and satisfied by, an
object D. If F is intended or desired by an agent A, then D has function F
for A. ([Chandrasekaran and Josephson, 2000, p. 172])
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
39 / 45
Formalizacja
Let F be a class of behavioral constraints defined on, and satisfied by, an
object D. If F is intended or desired by an agent A, then D has function F
for A. ([Chandrasekaran and Josephson, 2000, p. 172])
SatCrBeh(a, b0 , b1 ) , CrBeh(a, b0 , b1 ) ∧ ∃a0 , a00 , e0 , e00 (P(a0 , a) ∧ P(a00 , a)∧
PossBeh(a0 , e0 , b0 ) ∧ PossBeh(a00 , e00 , b1 ))∧
(b0 = b1 → ∃e ActBeh(a0 , e, b0 )) ∧
(b0 6= b1 ∧ ∃e ActBeh(a0 , e, b0 ) → ∃e0 ActBeh(a00 , e0 , b1 ))
(1)
DESG (a, b0 , b1 ) , CrBeh(a, b0 , b1 ) ∧ ∃a0 , a00 (P(a0 , a) ∧ P(a00 , a) ∧
∀e0 , e1 ((b0 6= b1 ∧ Beh(a0 , e0 , b0 ) ∧ Beh(a00 , e1 , b1 )) →
INTG (e0 ) ∧ INTG (e1 )) ∧
∀e((b0 = b1 ∧ Beh(a0 , e, b0 )) → BehG (a0 , e, b0 ))
(2)
DevFuncG (a, b0 , b1 ) , SatCrBeh(a, b0 , b1 ) ∧ DESG (a, b0 , b1 )
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
(3)
18 sierpnia 2011
39 / 45
Translacja
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
40 / 45
Translacja
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
40 / 45
Zastosowanie ontologii stosowanej w historii
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
41 / 45
Zastosowanie ontologii stosowanej w historii
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
41 / 45
Zastosowanie ontologii stosowanej w politologii
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
42 / 45
Zastosowanie ontologii stosowanej w politologii
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
42 / 45
Bibliografia
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
43 / 45
Bibliografia I
Borgo, S., Carrara, M., Garbacz, P., and Vermaas, P. E. (2009a).
A formal ontological perspective on the behaviors and functions of
technical artifacts.
AI EDAM, 23(1):3–21.
Borgo, S., Carrara, M., Garbacz, P., and Vermaas, P. E. (2009b).
Towards the ontological representation of functional basis in dolce.
In Okada, M. and Smith, B., editors, Interdisciplinary Ontology:
Proceedings of the Second Interdisciplinary Ontology Meeting,
February 28th-March 1st, 2009, Tokyo, volume 2, pages 3–16.
Chandrasekaran, B. and Josephson, J. R. (2000).
Function in device representation.
Engineering with Computers, 16:162–177.
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
43 / 45
Bibliografia II
Garbacz, P. (2006).
Towards a standard taxonomy of artifact functions.
Applied Ontology, 1(3-4):221–236.
Garbacz, P., Lechniak, M., Kulicki, P., and Trypuz, R. (2009).
Do you still want to vote for your favorite politician? ask ontobella!
In Ferrario, R. and Oltramari, A., editors, FOMI, volume 198 of
Frontiers in Artificial Intelligence and Applications, pages 102–113.
IOS Press.
Garbacz, P. and Trypuz, R. (2011).
A metaontology for ontological engineering: A philosophers’
perspective.
In Vermaas, P. and Dignum, V., editors, Formal Ontologies Meet
Industry, pages 16–27. IOS Press.
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
44 / 45
Bibliografia III
Garbacz, P., Trypuz, R., Szady, B., Kulicki, P., Gradzki, P., and
Lechniak, M. (2010).
Towards a formal ontology for history of church administration.
In Galton, A. and Mizoguchi, R., editors, FOIS, volume 209 of
Frontiers in Artificial Intelligence and Applications, pages 345–358.
IOS Press.
Lenat, D. and Guha, R. V. (1990).
Building Large Knowledge Based Systems.
Addison Wesley.
Garbacz (KUL)
Ontologia stosowana
18 sierpnia 2011
45 / 45