Ontologia (informatica)

In informatica e scienza dell'informazione , un'ontologia è l'insieme strutturato di termini e concetti che rappresentano il significato di un campo di informazione, sia attraverso i metadati di uno spazio dei nomi , sia attraverso gli elementi di un'area di conoscenza. L'ontologia stessa costituisce un modello di dati rappresentativo di un insieme di concetti in un dominio , così come le relazioni tra questi concetti. Serve per ragionare sugli oggetti del dominio interessato. Più semplicemente, possiamo anche dire che "l'ontologia sta ai dati come la grammatica sta al linguaggio".

Il termine è usato per analogia con il concetto filosofico , di ontologia (da onto- , preso dal greco ὤν , ὄντος "essere", participio presente del verbo εἰμί "essere") che è lo studio dell'essere come ' essere , vale a dire lo studio delle proprietà generali di ciò che esiste.

I concetti sono organizzati in un grafico le cui relazioni possono essere:

L'obiettivo principale di un'ontologia è modellare un corpo di conoscenza in un dato dominio, che può essere reale o immaginario.

Le ontologie sono utilizzate nell'intelligenza artificiale , nel web semantico , nell'ingegneria del software , nell'informatica biomedica o anche nell'architettura dell'informazione come forma di rappresentazione della conoscenza su un mondo o un certo mondo, parte di questo mondo. Le ontologie generalmente descrivono:

Principio

Secondo Gruber, "l'ontologia è una specificazione esplicita di una concettualizzazione", vale a dire che consente di specificare in un linguaggio formale i concetti di un dominio e le loro relazioni.

Approccio astratto

L'etimologia si riferisce alla "teoria dell'esistenza", cioè alla teoria che cerca di spiegare i concetti che esistono nel mondo e come questi concetti si incastrano e si organizzano per dare significato. A differenza degli esseri umani , la conoscenza per un sistema informatico è limitata alla conoscenza che può rappresentare.

Negli esseri umani, la conoscenza rappresentabile (cioè l' universo del discorso ) è integrata da una conoscenza non esprimibile ( sensazioni , percezioni , sentimenti non verbalizzabili, conoscenza inconscia , conoscenza tacita, ecc.). Questi elementi non rappresentabili partecipano tuttavia al ragionamento e ai processi decisionali , che sono processi cognitivi nella gestione della conoscenza . Le prestazioni cognitive di un agente informatico si baseranno quindi in parte sul campo delle rappresentazioni a cui avrà accesso, cioè concretamente sul campo delle rappresentazioni che saranno state formalizzate.

Le ontologie informatiche sono strumenti che consentono precisamente di rappresentare un corpo di conoscenza in una forma utilizzabile da un computer .

Una delle definizioni autorevoli di ontologia è quella di Gruber:

“Un'ontologia è la specificazione di una concettualizzazione. […] Una concettualizzazione è una visione astratta e semplificata del mondo che vogliamo rappresentare. "

Questa definizione si basa su due dimensioni:

È una base per formalizzare la conoscenza. Si trova a un certo livello di astrazione e in un contesto particolare. È anche una rappresentazione di una concettualizzazione condivisa e consensuale, in un campo particolare e verso un obiettivo comune. Classifica le relazioni tra i concetti in categorie.

Valutazione

Secondo Gruber, cinque criteri consentono di evidenziare aspetti importanti di un'ontologia:

Approccio operativo

Insieme a questa definizione abbastanza teorica di ciò che rappresenta un'ontologia, un'altra definizione più operativa può essere formulata come segue:

“Un'ontologia è una rete semantica che raggruppa un insieme di concetti che descrivono completamente un dominio. Questi concetti sono collegati tra loro da relazioni tassonomiche (gerarchizzazione dei concetti) da un lato e semantiche dall'altro. "

Questa definizione permette di scrivere linguaggi destinati a implementare ontologie. Per costruire un'ontologia, abbiamo almeno tre di queste nozioni:

  1. determinazione di agenti passivi o attivi;
  2. le loro condizioni funzionali e contestuali;
  3. le loro possibili trasformazioni verso obiettivi limitati.

Per modellare un'ontologia, useremo questi strumenti:

  1. perfezionare vocabolari e concetti adiacenti;
  2. suddivisione in categorie e altri argomenti;
  3. predicare per conoscere le trasformazioni adiacenti e orientarsi verso gli obiettivi interni;
  4. relativizzare per comprendere concetti;
  5. similare per ridurre a basi completamente distinte;
  6. istanziare per riprodurre l'intero "ramo" di un'altra ontologia.

Tipi

Identifichiamo tre tipi di ontologie secondo un livello decrescente di astrazione.

Conveniente

Esempi

Ad esempio, per descrivere i concetti coinvolti nella progettazione di schede elettroniche, potremmo definire la seguente ontologia (semplificata qui):

Le lingue

Il linguaggio delle specifiche è l'elemento centrale su cui si basa l'ontologia.

La maggior parte di questi linguaggi si basa o è vicina alla logica del primo ordine e quindi rappresenta la conoscenza sotto forma di asserzione (soggetto, predicato, oggetto). Questi linguaggi sono in genere progettati per astrarre dalle strutture di dati e concentrarsi sulla semantica. Tra i formalismi più utilizzati basati sulla logica dei predicati troviamo linguaggi come N3 o N-Triple . Possiamo anche evocare il linguaggio DEF- * .

Inoltre, nell'ambito del suo lavoro sul Web semantico , nel 2002 il W3C ha istituito un gruppo di lavoro dedicato allo sviluppo di linguaggi standard per modellare ontologie che possono essere utilizzate e scambiate sul Web . Ispirato da linguaggi precedenti come DAML + OIL e dai fondamenti teorici delle logiche descrittive , questo gruppo ha pubblicato nel 2004 una raccomandazione che definisce il linguaggio OWL ( Web Ontology Language ), basato sullo standard RDF e specificando una sintassi XML. Più espressivo del suo predecessore RDFS , OWL ha preso rapidamente un posto di rilievo nel panorama dell'ontologia ed è ora, de facto, lo standard più utilizzato.

Sebbene sviluppato per la rappresentazione di vocabolari controllati e strutturati (thesauri), SKOS può essere utilizzato per costruire e gestire ontologie multilingue leggere.

Utensili

I seguenti editor di ontologia sono gratuiti e scaricabili:

Con l'emergere del mercato delle tecnologie del Web semantico, possiamo notare la comparsa dal 2005 di strumenti software offerti dagli editori commerciali. Possiamo citare:

D'altra parte, ci sono strumenti informatici che consentono di costruire un'ontologia da un corpus di testi. Questi strumenti scansionano il testo alla ricerca di termini ricorrenti o definiti dall'utente, quindi analizzano il modo in cui questi termini sono correlati nel testo (dalla grammatica e dai concetti che coprono e per i quali è possibile definire una definizione. un lessico fornito dall'utente). Il risultato è un'ontologia che rappresenta la conoscenza globale che il corpus di testo contiene sul dominio applicativo che copre. L'esempio più importante è il progetto WordNet (vedi link).

Approccio normativo

In Europa , la norma che attualmente è oggetto di particolare attenzione è una norma che consente in particolare di descrivere ontologie sui beni culturali immateriali ( biblioteche , musei e archivi, ecc.).

I suoi riferimenti esatti sono ISO 21127  : “Ontologie necessarie per la descrizione dei dati riguardanti i beni culturali”.

Esempi pubblicati

Note e riferimenti

Appunti
  1. (in) "  Un'ontologia è una specifica esplicita di una concettualizzazione. […] Una concettualizzazione è una visione astratta e semplificata del mondo che desideriamo rappresentare per qualche scopo.  "
  2. In inglese: "L'  impegno ontologico può essere minimizzato specificando la teoria più debole (consentendo il maggior numero di modelli) e definendo solo quei termini che sono essenziali per la comunicazione della conoscenza coerente con quella teoria  " .
Riferimenti
  1. Vedi Class (matematica) , Class (informatica) e Class (filosofica)  (en) , ciascuna pertinente, ma non identica alla nozione di "classe" qui.
  2. (en) Thomas R. Gruber, Verso principi per la progettazione di ontologie usate per la condivisione delle conoscenze in convenzionale Ontology in concettuale Analisi e Rappresentazione della Conoscenza, Kluwer Academic Publishers, 1993, [ leggere on-line ] [PDF] .
  3. Tom Gruber, articolo "Ontology" nell'Enciclopedia dei sistemi di database , Springer-Verlag, 2009, [ leggi online ]
  4. Henri Briand, Fabien Gandon e Fabien Picarougne, Workshop "Knowledge modeling", Knowledge Extraction and Management conference, 8 th Francophone Days, Sophia Antipolis, 29 gennaio 2008.
  5. (in) "  IDEAS Group  " , Sito ufficiale (accesso 6 ottobre 2018 )

Vedi anche

Articoli Correlati

Bibliografia

link esterno