La méthode OntoSpec à la date du 30 septembre

1. La méthode OntoSpec à la datedu 30 septembre Gilles Kassel

2. Plan • Motivations et objectifs • Vue d’ensemble • Étapes de la méthode • Intégration dans la méthode TERMINAE • Ajout de ressources ontologiques (DOLCE + …) • Références

3. Construction d’ontologies computationnelles : un processus en deux étapes (cf. Methontology, Terminae, Archonte) Modéliser pour ontologie conférer du sens pré-computationnelle opérationnalisation Modéliser pour ontologie implanter un système computationnelle

4. Pratiques courantes au niveau pré-computationnel(cf. Enterprise Ontology, SUMO et O’COMMA) ontologie informelle au niveau pré-computationnel, deux manifestations ontologie de l’ontologie sont formelle habituellement considérées ontologie computationnelle

5. Exemple de définition de concept, extrait de SUMO : le concept « Agent » (documentation Agent « Something or someone that can act on its own and produce changes in the world ») ( (instance ?AGENT Agent) <=> (exists (?PROC) (and (instance ?PROC Process) (agent ?PROC ?AGENT) ) ) )

6. Deux définitions (informelles) du concept « article » Extrait de SUMO : (documentation Article “An article in a &%Book or &%Series.”) Extrait de O’COMMA “Document corresponding to a piece of writing on a particular subject and which purpose is to fully realize a particular objective in a relatively concise form e.g.: demonstrate something.”

7. Proposition d’OntoSpec :introduction d’une ontologie semi-informelle ontologie informelle ontologie semi-informelle ontologie formelle et/ou computationnelle

8. Exemple de définition de concept en OntoSpec Concept : voiture tout-terrain Méta-propriétés VOITURE TOUT-TERRAIN est DÉFINI. VOITURE TOUT-TERRAIN est RIGIDE (+R). VOITURE TOUT-TERRAIN porte une CONDITION D’IDENTITÉ (+I). VOITURE TOUT-TERRAIN porte une CONDITION D’UNITÉ (+U). VOITURE TOUT-TERRAIN est NON-DÉPENDANT (-D). Propriétés [PE/LSD] Une VOITURE TOUT-TERRAIN est une VOITURE permettant de rouler sur tout type de terrain. [PE/RE] Toute VOITURE TOUT-TERRAIN possède un CHÂSSIS SUR ÉLEVÉ. [PE/RV] Toute VOITURE TOUT-TERRAIN ne possède que des ROUES MOTRICES.

9. Plan • Motivations et objectifs • Vue d’ensemble • Étapes de la méthode • Intégration dans la méthode TERMINAE • Ajout de ressources ontologiques (DOLCE + …) • Références

10. Vue d’ensemble [1/3]Primitives de modélisation • Conceptualisation = un système de propriétés. • Propriété = la signification, ou intension, d’une expression comme « être une voiture », « manger ». • Une propriété classe des entités appartenant à un monde • Concept = une propriété unaire. • Deux concepts ayant tout le temps même extension sont identiques • Relation = une propriété n-aire (n  2). • Méta-propriété = une propriété ayant pour extension des propriétés.

11. Vue d’ensemble [2/3]Structure d’une ontologie • Ontologie = un ensemble d’entités conceptuelles. • Entité conceptuelle = un (ou plusieurs) terme(s) + une définition. • Définition = un texte comportant 3 parties : • Un énoncé de propriétés satisfaites par les instances classées par l’entité conceptuelle. • Un énoncé de méta-propriétés satisfaites par l’entité conceptuelle. • Un commentaire.

12. Vue d’ensemble [3/3]Principales étapes de la modélisation Distinguer la définition du commentaire Distinguer les pptes essentielles et les pptes contingentes Expliciter les catégories des conditions Déterminer la structure des conditions d’appartenance Attribuer des méta-propriétés (OntoClean) Structurer les commentaires

13. Plan • Motivations et objectifs • Vue d’ensemble • Étapes de la méthode • Intégration dans la méthode TERMINAE • Ajout de ressources ontologiques (DOLCE + …) • Références

14. 1) Distinguer la définition du commentaireExemple 1 (extrait de SUMO) Concept : Region Définition A region is a topographic location. Commentaire Regions encompass surfaces of objects, imaginary places, and geographic areas. Note that a region is the only kind of object which can be located at itself. Note too that "region" is not a subclass of "self-connected object", because some regions, e.g. archipelagos, have parts which are not connected with one another.

15. 1) Distinguer la définition du commentaireExemple 2 (extrait de SUMO) Concept : Battle Définition A battle is a violent contest between two or more military units within the context of a war. Commentaire Note that this does not cover the metaphorical sense of "battle", which simply means a struggle of some sort. This sense should be represented with the more general concept of "contest".

16. 2) Distinguer les pptes essentielles et contingentesNotions [Bouaud et al., 94] : The essential chracteristics of objects are those such that, if a defined object looses one of them, it no longer exists as such… These properties are definitional, in the sense that objects that bear them are recognized as members of the type in every possible world. [Guarino-Giaretta, 95] : An ontological therory contains formulas which are considered to be always true (and therefore sharable among multiple agents), independently of particular states of affairs. Formally, we can say that such formulas must be true in every possible world.

17. 2) Distinguer les pptes essentielles et contingentesExemple Définition extraite d’un référentiel de société Document confidentiel : un document confidentiel est un document qui a fait l’objet d’une procédure de classification car il contient des informations confidentielles. Définition en OntoSpec Concept : document confidentiel Définition Propriétés essentielles Un document confidentiel est un document dont la divulgation est interdite en dehors d’un lectorat fixé. Propriétés contingentes Tout document confidentiel fait l’objet d’une procédure de classification. Commentaire Parmi ces documents, certains sont classés « confidentiel société », d’autres « confidentiel défense ».

18. 3) Expliciter les catégories de conditionsConditions d’appartenance • Def : la propriété  porte comme Condition Nécessaire d’Appartenance (CNA) la propriété  si et seulement si être une instance de  implique d’être une instance de . x (x) (x) • Def : la propriété  porte comme Condition Suffisante d’Appartenance (CSA) la propriété  si et seulement si être une instance de  implique d’être une instance de . x (x) (x)  • Def : la propriété  porte comme Condition Nécessaire et Suffisante d’Appartenance (CNSA) la propriété  si et seulement si être une instance de  est équivalent à être une instance de . x (x) (x) 

19. 3) Expliciter les catégories de conditionsTravaux menés au LOA (ISTC-CNR, Trento, Italie) • (Guarino et al., 1994) : An ontology of Meta-Level Categories. • (Guarino, 1999) : The role of Identity Conditions in Ontology Design. • (Guarino & Welty, 2000a) : Indentity, Unity, and Individuality: Towards a formal toolkit for ontological analysis. • (Guarino & Welty, 2000b) : A Formal Ontology of Properties. • (Welty and Guarino, 2001) : Supporting Ontological Analysis of Taxonomic Relationships.

20. 3) Expliciter les catégories de conditionsConditions d’identité et d’unité • Def : le concept  porte comme Condition Nécessaire et Suffisante d’Identité (CNSI) la relation  si et seulement si la relation  permet de décider si deux instances de  sont identiques. x,y ((x) (y)  ((x,y)  x=y)) • Def : le concept  porte comme Condition d’Unité (CU) la relation  si et seulement si  est une relation d’équivalence telle que toute instance de  constitue un tout selon , en ce sens que toutes les parties de l’instance – et uniquement ces parties – sont en relation par .

21. Concept : Document confidentiel Définition [PE/CNSA] Un document confidentiel est un document dont la divulgation est interdite en dehors d’un lectorat fixé. [PC/CNA] Tout document confidentiel fait l’objet d’une procédure de classification. Concept : Region Définition [PE/CNSA] A region is a topographic location. [PE/CNSI] Two regions are the same if, and only if, they have the same parts. Concept : Système respiratoire Définition [PE/CNSA] Un système respiratoire est un système physiologique assurant la fonction respiratoire. [PE/CU] Le système respiratoire est composé de tous les organes concourant à assurer la fonction respiratoire. 3) Expliciter les catégories de conditionsExemples

22. 4) Déterminer la structure des conditions d’appartenanceConditions élémentaires vs composées • Une condition est élémentaire ssi elle n’est pas décomposable.Exemple : • CNA : toute voiture est un véhicule de transport. • Une condition est composée ssi elle mentionne d’autres propriétés. Exemples : • CNA : tout végétarien ne mange que des fruits et des légumes. • CNSA : tout document confidentiel est un document dont la divulgation est interdite en dehors d’un lectorat fixé.

23. 4) Déterminer la structure des conditions d’appartenanceLiens de subsomption • Def : la propriété élémentaire subsume la propriété élémentaire  si et seulement si  porte comme CNA . x (x) (x) • Def : la propriété élémentaire subsume la propriété élémentaire avec le différentia si et seulement si  porte comme CNSA la propriété . x (x) (x) (x)

24. 4) Déterminer la structure des conditions d’appartenanceQuelques exemples de CNA • Restriction existentielle (RE) : x cpt(x) y((y)  rel(x,y)) • Restriction de valeur (RV) : x cpt(x) y(rel(x,y) (y)) • Restriction de domaine (RD) : x,y rel(x,y) (x) • Restriction de portée (RP) : x,y rel(x,y) (y) • Lien Inverse (LIV) : x,y rel(x,y)  rel’(y,x)

25. Concept : voiture tout-terrain Définition [PE/LSD] Une VOITURE TOUT-TERRAIN est une VOITURE permettant de rouler sur tout type de terrain. [PE/RE] Toute VOITURE TOUT-TERRAIN possède un CHÂSSIS SUR ÉLEVÉ. [PE/RV] Toute VOITURE TOUT-TERRAIN ne possède que des ROUES MOTRICES. Relation : manger Définition [PE/LSD] manger est se nourrir. [PE/RD & RP] Un ÊTRE VIVANT mange des ALIMENTS SOLIDES 4) Déterminer la structure des conditions d’appartenanceExemples

26. 5)Attribuer des méta-propriétésIntégration d’OntoClean dans OntoSpec • OntoClean est définie au Laboratory For Applied Ontology (LOA), ISTC-CNR, Trento, Italie. • OntoClean permet de vérifier la cohérence logique de liens de subsomption à partir de méta-propriétés attachées aux concepts. • Historique des travaux conduits au LOA (http://www.loa-cnr.it/) : • (Guarino and Welty, 2002) : Evaluating Ontological Decisions with OntoClean. • (Oltramari et al., 2002) : Restructing WordNet’s Top-Level: The OntoClean approach • (Guarino and Welty, 2004) : An Overwiew of OntoClean. • (Andersen and Menzel, 2004) : Modal Rigidity in the OntoClean Methodology. • (Carrara et al., 2004) : Indentity and Modality in ontoClean.

27. 5) Attribuer des méta-propriétésExemples de méta-propriétés « primitives » • Notion de « rigidité » : • Une propriété rigide est une propriété qui est essentielle pour toutes ses instances. (ex : Humain). • Une propriété anti-rigide est une propriété qui n’est es sentielle pour aucune de ses instances (ex : Adolescent, Étudiant). • Notion de « dépendance » : • Une propriété est dépendante d’une autre propriété si, pour chaque instance de la première, il existe nécessai-rement une instance de la seconde. (ex : Étudiant, Agent).

28. 5) Attribuer des méta-propriétésExemple 1 Concept : voiture tout-terrain Méta-propriétés VOITURE TOUT-TERRAIN est DÉFINI. VOITURE TOUT-TERRAIN est RIGIDE (+R). VOITURE TOUT-TERRAIN porte une CONDITION D’IDENTITÉ (+I). VOITURE TOUT-TERRAIN porte une CONDITION D’UNITÉ (+U). VOITURE TOUT-TERRAIN est NON-DÉPENDANT (-D). Propriétés [PE/LSD] Une VOITURE TOUT-TERRAIN est une VOITURE permettant de rouler sur tout type de terrain. [PE/RE] Toute VOITURE TOUT-TERRAIN possède un CHÂSSIS SUR ÉLEVÉ. [PE/RV] Toute VOITURE TOUT-TERRAIN ne possède que des ROUES MOTRICES.

29. 5) Attribuer des méta-propriétésExemple 2 Concept : étudiant Méta-propriétés ÉTUDIANT est DÉFINI. ÉTUDIANT est ANTI-RIGIDE (~R). ÉTUDIANT porte une CONDITION D’IDENTITÉ (+I). ÉTUDIANT porte une CONDITION D’UNITÉ (+U). ÉTUDIANT est DÉPENDANT (+D). Propriétés [PE/LSD] Un ÉTUDIANT est une PERSONNE qui fait des études supérieures. [PE/RE] Tout ÉTUDIANT est inscrit dans un ÉTABLISSEMENT D’ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR.

30. 5) Attribuer des méta-propriétésContraintes sur les liens de subsomption :  subsume ’ • Si (ap)porte comme CNA/CI/CU/CDE  alors ’ porte comme CNA/CI/CU/CDE . • Si  (ap)porte comme CSA  alors ’ porte comme CSA . • Si  porte une CI alors ’ doit porter la même. • Si  est anti-unité alors ’ est anti-unité. • Si  est anti-rigide alors ’ est anti-rigide.

31. 5) Attribuer des méta-propriétésExemples de méta-propriétés « composées » • Un type est une propriété rigide et portant un critère d’ientité (ex : Humain) • Un rôle est une propriété anti-rigide et dépendante (ex : Agent, Étudiant) • Un rôle formel est un rôle ne portant pas de critère d’identité (ex : Agent) • Un rôle matériel est un rôle portant un critère d’identité (ex : Étudiant)

32. 5) Attribuer des méta-propriétésDéfinition de « schémas » de liens de subsomption Personne (type) Ressource (rôle formel) Personne (type) Responsable (rôle formel) Directeur (rôle matériel) Employé (rôle matériel)

33. 6) Structurer les commentairesExemple Concept : endurant Méta-propriétés ENDURANT est PRIMITIF. ENDURANT est RIGIDE (+R). ENDURANT ne porte pas de CONDITION D’INDENTITÉ (-I). ENDURANT ne porte pas de CONDITION D’UNITÉ (-U). ENDURANT est NON-DPENDANT (-D). Propriétés [PE/LS] Un ENDURANT est un PARTICULIER. Commentaires [AS] Les ENDURANTS se divisent en ENDURANTS PHYSIQUES et ENDURANTS NON-PHYSIQUES selon qu’ils possèdent ou non une qualité spatiale directe. [EX] Une pomme, une personne ou une idée sont des exemples d’ENDURANTS. [CEX] La chute d’une pomme, la naissance d’une personne ou la genèse d’une idée sont des contre-exemples, étant considérés comme des PERDURANTS engendrés par des ENDURANTS. [CIT] [D18, p. 15] "Endurants are wholly present (i.e., all their parts are present) at any time they are present". [CIT] [D18, p. 16] "Endurants can "genuinely" change in time, in the sense that the very same endurant as a whole can have incompatible properties at different times".

34. Plan • Motivations et objectifs • Vue d’ensemble • Étapes de la méthode • Intégration dans la méthode TERMINAE • Ajout de ressources ontologiques (DOLCE + …) • Références

35. Intégration dans la méthode TERMINAEÉtapes de la méthode TERMINAE

36. Intégration dans la méthode TERMINAECaractérisation des concepts au moyen d’OntoSpec OntoSpec

37. Intégration dans la méthode TERMINAECaractérisation des concepts au moyen d’OntoSpec

38. Plan • Motivations et objectifs • Vue d’ensemble • Étapes de la méthode • Intégration dans la méthode TERMINAE • Ajout de ressources ontologiques (DOLCE + …) • Références

39. DOLCEDescriptive Ontology for linguistic and cognitive Engineering • Résulte de travaux conduits au LOA : • 1997 (Borgo, Guarino et Masolo) : An Ontology of Physical Objects • 1998 : Some Ontological Principles for Designing Upper Level Lexical Resources • 2001 (+ Gangemi et Oltramari) : Understanding top-level ontological distinctions • 2001 : Conceptual Analysis of Lexical Taxonomies: The case of WordNet Top-Level • 2002 : Sweetening Ontologies with DOLCE • 2002 (+ Schneider) : WonderWeb Deliverable D17: The WonderWeb Library of Foundational Ontologies. Preliminary Report • 2003 : WonderWeb Deliverable D18: Ontoloy Libray (final) • Est consultable à l’adresse : http://www.loa-cnr.it/DOLCE.html

40. DOLCE en quelques points • DOLCE est une ontologie « fondatrice » ("foundational"  ontology) : • dont l’objectif principal est de faciliter la compréhension mutuelle et l’inter-opérabilité entre hommes et machines, • dont l’objectif secondaire est de fournir un cadre pour la comparaison et l’intégration d’ontologies, • ne comportant que des notions très générales (40 concepts, 50 relations), • basée sur une axiomatique logique rigoureuse (82 axiomes, 103 définitions de relations), • jouant le rôle de « backbone ontology » pour la construction de nouvelles ontologies (cf. Ontoclean). • DOLCE est l’une des ontologies présentes dans la bibliothèque d’ontologies développé dans le cadre du projet WonderWeb.

41. Vue d’ensemble de DOLCE [1/4]structuration de la biliothèque d’ontologies

42. Vue d’ensemble de DOLCE [2/4]Taxinomie des concepts de base

43. Vue d’ensemble de DOLCE [3/4]Un ensemble réduit de relations primitives

44. Vue d’ensemble de DOLCE [4/4]Qualités et valeurs ("quales")

45. Quelques extensions de DOLCE • Au LOA : • 2003 (+ Mika) : Understanding the Semantic Web through Descriptions and Situations • 2004 (+ Ferrario) : Towards a Computational Ontology of Mind • 2004 : Causality and Causation in DOLCE • 2004 (+ Battaglia) : Inflammation Ontology Design Pattern: an exercise in Building a Core Biomedical Ontology with Descriptions and Situations. • 2005 (+ Bottazi) : From Collective Intentionality to Intentional Collectives: an Ontological Perspective • Au LaRIA : • 2004 (Fortier, Kassel) : Managing Knowledge at the Information Level: an Ontological Approach • 2004 (Bruaux, Kassel) : OntoKADS: a core ontology for developing expertise models for the CommonKADS methodology • Ailleurs : • 2004 (Leitao) : The Role of Foundational Ontologies in Manufacturing Domain Applications

46. Plan • Motivations et objectifs • Vue d’ensemble • Étapes de la méthode • Intégration dans la méthode TERMINAE • Ajout de ressources ontologiques (DOLCE + …) • Références

47. Références • G. Kassel. OntoSpec : une méthode de spécification semi-informelle d'ontologies. In Actes des 13èmes journées francophones d'Ingénierie des Connaissances : IC'2002, Rouen (France), 2002, p. 75-87. • S. Ben Khédija. Intégration de la méthode OntoSpec dans TERMINAE. Rapport de DEA, Université de Picardie Jules Verne, Amiens, juillet 2004. • G. Kassel. Intégration de l’ontologie DOLCE dans la méthode OntoSpec. Rapport technique du projet Atonant, septembre 2005. • S. Bruaux. Intégration d’un éditeur de fiches de modélisation dans la plate-forme TERMINAE : cahier des charges fonctionnel. Rapport technique du projet Atonant, septembre 2005.