Appunti di Sistemi per la gestione delle informazioni. Tutte le lezioni

PROTÉGÉ

http://protege.stanford.edu/

usato per costruzione di ontologia.

Possiamo rappresentare concetti e relazioni di base per ontologia a cui ci stiamo riferendo

Protege è Ontology editor

Free, open-source

• Sviluppato da Stanford, Manchester Uni.

• Mozilla Public License 1.1

• Sostenuto da utenti privati, universitari, governativi

• Supporta OWL versione2, RDF

• Architettura plug-in

•

STRUMENTI PER INFERENZA

strumenti per sviluppo di un ragionamento in ambito ontologico. Ragionamento automatico

sostenuto da ontologia formale.

Basato su Definizione di schema di ontologia

ð Specifica regole semantiche

ð Per Inferenza di nuova conoscenza

ð

La possibilità di trarre deduzioni da dati o concetti che abbiamo archiviato e rappresentato in

maniera interrelata sia la produzione di conoscenza nuova che potremo usare per estendere

ontologia in sua configurazione archiviata. 91

Silvani Stefano – UTIU. Il presente materiale è stato realizzato a scopi didattici e ne è vietata la vendita, la riproduzione e qualsiasi

manipolazione.

Per descrizione di ragionamenti automatici abbiamo uno strumento =>

Semantic Web Rule Language (SWRL)

È nato da unione di questi due limguaggi: OWL + Rule Markup Language (RML)

• Proposto nel 2OO4 da Stanford University

• National Research Council of Canada Joint US/EU ad hoc Agent Markup Language

• Committee

Sostenuto da W3C (considerato uno standard per sviluppo di ontologie e applicazioni

• legate ad ontologie in ambito web.)

Alta espressività (basata su formulazione di regole formali generative)

• Regole formali generative (regola formata da antecedente e conseguente. Se

• antecedente è vero possiamo applicare il conseguente)

antecedente => conseguente

se l’antecedente è vero, è vero anche il conseguente

ð

Gruppi partner del SWRL:

ente primario di organizzazione ricerca tecnologia. Dipende da governo del Canada /

ministero dell’industria. Coordinamento R&S in ambito scientifico e tencologico.

costituito da DARPA (ministero difesa USA per nuove tecnologie) e IST (definizione e

implementazione di politica di R&S in ambito tecnologie per informazione)

Rule Markup Language (RML)

Presentato da industria, università

• Permette Espressione regole XML (extansible markup language)

• Deduzione

• Riscrittura

• 92

Silvani Stefano – UTIU. Il presente materiale è stato realizzato a scopi didattici e ne è vietata la vendita, la riproduzione e qualsiasi

manipolazione.

Regole formali generative

Antecedente, conseguente costituiti da “atomi” che possono essere:

C(x)

P(x,y)

IdenticoA(x,y)

DifferenteDa(x,y)

Predefinita(r,x,y,...)

C classe

P proprietà

r: relazione predefinita (built-in)

x,y variabili, istanze, valori

Relazioni predefinite

proprietà complesse

• non devono essere specificate (e.g. operazioni matematiche) sono già implementatre

• nel linguaggio

Classe: C(x) vera se x è istanza della classe C

• Proposizione: P(x,y) vera se x, y sono istanze di classe legate dalla proprietà P

• IdenticoA(x,y) vera se x, y sono stesso oggetto

• DifferenteDa(x,y) vera se x, y sono oggetti diversi

• Predefinita(r,x,y...) vera se relazione r è vera sui parametri x,y,... specificati

• LEZIONE 21 - SVILUPPO DI UN'ONTOLOGIA

TIPI DI ONTOLOGIE

Ontologie classificate orientativamente per ordine mentale ordine di riferimento nel settore

che si occupa della gestione della conoscenza.

Ci sono diversi tipi di ontologie.

1° tipo: ontologie per Rappresentazione di conoscenza

Rappresentazione concettuale di paradigmi: Lo scopo principale di questo tipo è la

• rappresentazione di strutture, ambienti di rappresentazione, che potranno essere usati

per la composizione/strutturazione di ragionamenti. 93

Silvani Stefano – UTIU. Il presente materiale è stato realizzato a scopi didattici e ne è vietata la vendita, la riproduzione e qualsiasi

manipolazione.

2° tipo: Meta-ontologie

Descrivono oggetti di alto livello: concetti generali che possono essere specializzati

• in domini specifici.

Trans-dominio: caratteristica è che sono costruite come ombrello. Come struttra

• mentale, rappresentazione della conoscenza a livello di astrazione molto alto, che

viene costruito con esperti di diverse discipline/domini.

Specializzabili: fa parte della loro natura essere in un secondo tempo specializzate. Le

• ontologie sono oggetti tecnologici costruibili con grande dispendio di risorse

intellettive umane e con esigenza di tanta potenza di calcolo. Le ontologie generali

trans-dominio esistono a livello di classificazione, ma sono molto più frequenti

ontologie più specifiche per un dato dominio. (in altre parolo vengono classificate ma

poi in realtà non ce ne sono molte in giro)

Riusabili: specializzarla significa che viene accresciuta la tassonomia di riferimento

• con sottoschemi tassonomici specifici per un dato dominio. Quindi la terminologia

legata alla ontologia deve essere utilizzabile a tutti i domini a cui si rivolge lo sviluppo

della meta-ontologia

3° tipo: Ontologie di dominio

classe di ontologia più diffusa.

Legate a specifico dominio applicativo

• Ma devono essere Riusabili nello stesso dominio

• Basate su tassonomie di concetti e attività

•

Usate sia per controllo/analisi dei processi di lavoro o estratte come rappresentazione di

conoscenza inclusa in queste pratiche lavorative.

4° tipo: Ontologie di attività di dominio

ontologia per processi o soluzione di specifici problemi o attività complesse (che devono

essere formalizzate per dare riferimento ai vari partecipanti)

Focalizzate su specifici problemi o attività

• Vocabolario termini legato alla modellazione attività: è il linguaggio acquisito dal

• processo di lavoro

Orientato al problem solving: anche controllo di processi lavorativi per prevenire

• eventuali rischi o risolvere eventuali problemi.

Specifiche o multi-domini: il dominio di conoscenza può essere originario per una

• ontologia di attività ma se si rivolgea un processo lavorativo o a specifica soluzione di

un problema, la soluzione o processo lavorativo possono essere usati anche in altre

realtà. Quindi c’è la possibilità di usare queste specifiche anche in settori differenti.

5° tipo: Ontologie applicative

Legate a specifico dominio: in cui l’obbiettivo specifico è legato ad una applicazione.

• Quindi l’evento che ha richiamato la necessità di progettare una ontologia è la

realizzazione di una applicazione specifica. Quindi abbiamo necessità di un applicativo

che sarà simulazione di un’esperienza reale e la realtà su cui questa realtà viene svolta

sarà l’ontologia applicativa. Non bastano dati organizzati in maniera semplice o

secondo modelli predefiniti standard, ma lo schema dell’ontologia verrà dedotto dalle

necessità di questa applicazione.

Obiettivo specifico applicazione

• Tramite tra specifica applicazione e realtà

• 94

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manipolazione.

6° tipo: Ontologie generiche

Costituita da Tassonomia di cose, eventi, concetti

• Obiettivo a-specificità, riusabilità

•

Queste ontologie non sono legate ad un settore disciplinare. Non hanno uno o più domini di

riferimento. Sono ontologie che vengono realizzate senza necessità di riferimento ad una

futura specializzazione. Più è generale l’ontologia e più è costosa la sua realizzabilità e la sua

effettiva riusabilità sarà difficilmente molto estesa

DESCRIZIONE PROCESSO DI SVILUPPO (DI UNA ONTOLOGIA)

Attività complessa, dispendiosa

• Attività multidisciplinare: anche se ontologia riguarda un dominio specifico, per la

• sua costruzione sono necessari comunque più esperti. Più professionisti di discipline

diverse. Es: esperti del dominio di riferimento ontologia + esperti informatici + esperti

che definiscono strumenti applicativi per uso e riuso nei vari settori disciplinari delle

ontologie.

Costo sviluppo ontologia in termini di Tempo e risorse economiche

• Se di dominio, serve collaborazione specialisti

•

Multidisciplinarità

Lo Specialista del dominio seleziona i concetti chiave

• Specialista e informatico organizzano struttura gerarchica di concetti (IS-A):

• rappresenta elementi/nodi in cui cambiando il livello si specializzano i nodi. Un nodo

di un livello è collegato ad uno di livello inferiore se è sua specializzazione.

Relazione gerarchica “è-un”

• Gerarchia classificatoria di ontologia è una tassonomia: (stiamo analizzando il

• processo di sviluppo di una ontologia.

Informatico formalizza la gerarchia

• Informatico Rappresenta gerarchia con applicativi opportuni (e.g. Protégé)

•

Es: schematizzazione tassonomia in dominio medico: è stato prodotto con protege.

I nodi rappresentano concetti legati al dominio. Sono concetti indicati dal medico e sono tutti

concetti, a questo livello di complessità, che sono in un legame di specializzazione.

Es: persona è una specializzazione più generale rispetto a persona-obesa ecc…

Concetto di secondo livello “esame” viene specializzato in vari tipi di esami e riscontro che si

ha dai vari esami.

La route/radice/origine di ontologia a volte è fittizia. In questo caso è “thing” 95

Silvani Stefano – UTIU. Il presente materiale è stato realizzato a scopi didattici e ne è vietata la vendita, la riproduzione e qualsiasi

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Metodo di sviluppo di una ontologia

Sequenza di Attività per creazione ontologia: insieme attività che costituiscono

• gestione ciclo di vita di ontologia.

Attività per gestione ciclo di vita

• Metodi per creazione

• Strumenti e linguaggi a supporto della ontologia costruita

•

Obiettivi di metodo di sviluppo

Creare ontologia: creare ontologia ex novo

• Estendere, modificare ontologia esistente: abbiamo il punto di partenza e dobbiamo

• specializare l’ontologia.

Collegare ontologie esistenti: il dominio disciplinare è complesso. Possiamo

• affrontare analiticamente il processo di sciluppo dell’ontol