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DAML-ONT. An Ontology Language for the Semantic Web. Deborah McGuinness, Richard Fikes, Lynn Andrea Stein, James Hendler. Grupo 15. Web y Base de Datos 2002. Agenda. Introducción a Ontologías Presentación de DAML-ONT Otros lenguajes Trabajos futuros Crítica. Introducción. Definiciones.

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Presentation Transcript
Daml ont

DAML-ONT

An Ontology Language for the Semantic Web

Deborah McGuinness, Richard Fikes, Lynn Andrea Stein, James Hendler

Grupo 15

Web y Base de Datos 2002


Agenda
Agenda

  • Introducción a Ontologías

  • Presentación de DAML-ONT

  • Otros lenguajes

  • Trabajos futuros

  • Crítica

Web y Base de Datos - 2002


Introducci n
Introducción

Definiciones

  • En filosofía: Teoría Ontológica

    “Estudio de lo que existe en el mundo”

  • Gruber[1993]

    “Una ontología es una especificación explícita de una conceptualización”

  • R.Neches[1991]

    “Una ontología define los conceptos y las relaciones básicas para la comprensión de un área, así como las reglas para combinar los conceptos para definir extensiones del vocabulario”

Web y Base de Datos - 2002


Introducci n1
Introducción

Tipos de Ontologías

  • Genéricas: Describen conceptos bastante generales

    (espacio, tiempo, objeto,...)

  • De Dominio: Expresan conceptualizaciones de dominios particulares

    (Medicina, Bioquímica, Turismo,...)

  • De Tareas: Expresan conceptualizaciones sobre la resolución de problemas (diagnóstico, ventas,...)

  • De Aplicación: Describen conceptos que dependen tanto de un dominio específico como de una tarea específica.

Web y Base de Datos - 2002


Introducci n2

-

+

+

-

Reusabilidad

Usabilidad

Introducción

Tipos de Ontologías

Ontología Genérica

Ontología

de Tarea

Ontología

de Dominio

Ontología de Aplicación

Web y Base de Datos - 2002


Introducci n3
Introducción

Beneficios y Problemas en el uso de Ontologías

  • Beneficios:

    • Difusión del conocimiento y ayuda a la comunicación

    • Formalización (Especificación formal no ambigua)

    • Reutilización del conocimiento

  • Problemas:

    • La construcción de una ontología es un proceso político

    • Las ontologías no son estacionarias, necesitan evolucionar

    • Dificultad de integración (visiones contradictorias)

    • Ausencia de actividades formales para el diseño de ontologías

Web y Base de Datos - 2002


Daml ont1
DAML-ONT

  • Concebido para brindar soporte al desarrollo de la Web semántica

  • Inspirado e influenciado por tres grandes fuentes

    • Lenguajes Web (XML, RDF)

    • Lenguajes de representacion del conocimiento (Ontolingua, KEE)

    • Lógica descriptiva

  • Dos líneas de desarrollo

    • Lenguaje de ontologías

    • Formalización del lenguaje

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Daml ont2

Catálogo

Nivel mas bajo de definición

Se asocia a cada concepto un id.

DAML-ONT

Thesaurus

  • Definición del concepto

  • Cada concepto tiene un significado

<Class ID = “Animal”>

<Class ID = “Animal”>

<label>Animal</label> <comment> Esta clase representa a todos las especies pertenecientes al Reino Animal. </comment>

</Class>

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Daml ont3

Relaciones, Propiedades y Restricciones entre conceptos

Define estos conceptos a través de diferentes tags

Permite expresar los niveles de definición más altos para una ontología

Algunos ejemplos :

DAML-ONT

<Class lD = “Masculino”>

<subClassOf resource = “#Animal”/>

</Class>

El concepto ‘Masculino’ es una subclase del concepto ‘Animal’

Web y Base de Datos - 2002


Daml ont4

Relaciones, Propiedades y Restricciones entre conceptos (2)

DAML-ONT

<Class lD = “Femenino”>

<subClassOf resource = “#Animal”/>

<disjointFrom resource = “#Masculino/”>

</Class>

Al definir el concepto ‘Femenino’ con el tag ‘disjointFrom’, se establece que nadie puede ser simultaneamente ‘Masculino’ y ‘Femenino’

<restrictedBy>

<Restriction>

<onProperty resource = “#Hermano”/>

<toClass resource = “#Persona”/>

</Restriction>

</restrictedBy>

Restricción de valor. El ‘Hermano’ de una ‘Persona’ es también una ‘Persona’

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Daml ont5

Relaciones, Propiedades y Restricciones entre conceptos (3)

DAML-ONT

<Property lD = “Padres”>

<cardinality>2</cardinality>

<domain resource = “#Animal/”>

</Property>

‘Padres’ es una propiedad (relacion) que se aplica solo a elemntos del tipo ‘Animal’, y que ademas los elementos que tienen ‘Padres’ tienen exactamente 2.

<Property lD = “Hijo”>

<inverseOf resource = “#Padres/”>

</Property>

Relación inversa. Si A son padres de B, entonces B es hijo de A.

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Daml ont6
DAML-ONT

Definición de un Lenguaje

  • Sintaxis:

    Especifica cuales son las cadenas de caracteres legales (válidas) del lenguaje.

  • Semántica:

    Significado de cada cadena legal. Pude ser especificada de diferentes maneras.

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Daml ont7
DAML-ONT

Semántica Axiomática

DAML - ONT

(traducción)

Teoría lógica expresada en cálculo de predicados de primer orden (lógicamente equivalente)

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Daml ont8
DAML-ONT

Semántica Axiomática

  • ¿Cómo realizamos esta traducción?

  • Regla de traducir una frase o cadena RDF en una ración relacional de primer orden

  • Incluyendo en la traducción una serie de axiomas de cálculos de predicados de primer orden que restringen las interpretaciones permitidas en las propiedades y clases que están incluidas en DAML-ONT

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Daml ont9
DAML-ONT

Semántica Axiomática

¿Qué obtenemos con esta traducción?

  • Representación de la ontología

  • Serie de oraciones de primer orden que incluye los términos específicos de la ontología con una serie de axiomas predefinidos que restringen las interpretaciones

  • Modelo de cálculo de predicados de primer orden que tiene un modelo semántico teórico bien aceptado

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Daml ont10
DAML-ONT

Semántica Axiomática

¿Para qué?

  • Realizar inferencias automáticamente usando demostraciones de teoremas tradicionales

Estos axiomas y reglas para generar la traducción de frases RDF en oraciones de primer orden es lo que nos interesa aquí

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Daml ont11
DAML-ONT

El Lenguaje Axiomático

  • Se describe en formato de intercambio de conocimiento KIF (Knowledge Interchange Format)

  • Utilizan constructores de primer orden sumados a relaciones y funciones específicas KIF, soportando listas y enteros como objetos en el dominio del texto

  • Listas y enteros son necesarios para axiomatizar los contenedores RDF y las propiedades DAML-ONT

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Daml ont12
DAML-ONT

El Lenguaje Axiomático

  • Cada sentencia RDF “Property P of resource R has value V” es trasladada en una sentencia KIF “(PropertyValue P R V)”

  • Ax 1: (<=>(Type ?r ?v) (PropertyValue Type ?r ?v))

  • Ax 2: (=>(Type ?r ?v) (and(Type ?r ?v Resource) (Type ?c Class)))

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Daml ont13
DAML-ONT

Axiomas para RDF

  • Nombres de recursos declarados del tipo “Property” o “Class”

  • Recursos declarados tienen una clase y un tipo dado

  • Inicializa una propiedad de un recurso dado con un valor dado

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Daml ont14
DAML-ONT

Ejemplo de Traducción e Interfase

DAML-ONT (clase “Persona”, persona “Chengue”)

<Class ID=“Persona” >

<subClassOfresource=“#Animal” />

<restrictedBy>

<Restriction>

<onProperty resource=“#padre” />

<toClass resource=“#Persona” />

</Restriction>

</restrictedBy>

</Class>

<Persona ID=“Chengue”

<padre resource=“#Juan” />

</Persona>

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Daml ont15
DAML-ONT

Ejemplo de Traducción e Interfase

Traducción a sentencias RDF

(type Persona Class)

(subClassOf Persona Animal)

(type Restriction R)

(restrictedBy Persona R)

(onProperty R padre)

(toClass R Persona)

(type Chengue Persona)

(padre Chengue Juan)

Traducción por nuestra semántica

axiomática a sentencias KIF

(type Persona Class)

(subClassOf Persona Animal)

(type Restriction R)

(restrictedBy Persona R)

(onProperty R padre)

(toClass R Persona)

(type Chengue Persona)

(padre Chengue Juan)

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Daml ont16
DAML-ONT

Clases de DAML-ONT

  • Ax 3: Every object is type Thing

  • Ax 4: Every object is not type “Noghing”

  • Ax 5: An object of type “List” is also of type “Sequence”

  • Ax 6: Saying that an object is type “Disjoint” is equivalent to saying that the object is type “List”, that every item in the list is type “Class”, and that the classes in the list are pairwise disjoint

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Daml ont17
DAML-ONT

Clases de DAML-ONT

  • Ax 7: “Empty” and “Nothing” is the same class

  • Ax 8: Saying that an object P is type “TransitiveProperty” is equivalent to saying that P is type “Property”, and that if object Y is a value of P for object X and object Z is a value of P for Y, then Z is also a value of P for X

  • Ax 9: Saying than object P is type “UniqueProperty” is equivalent to saying that property and that if objects Y and Z are both values of P for object X, then Y and Z are the same object

  • Ax 10: Saying that an object P is type “UnambiguousProperty” is equivalent to saying than P is type property, and that if object V is a value of P for both objects X and Y, then X and Y are the same object

Web y Base de Datos - 2002


Daml ont18
DAML-ONT

Conclusiones

  • Expresar elementos como clases, propiedades, restricciones y objetos en el dominio

  • Al traducirlo a un modelo lógico-matemático obtenemos un modelo poderoso para describir el contenido en el Web

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Otros lenguajes
Otros Lenguajes

Existencia de múltiples lenguajes:

CKML, CLIPS, Conceptual-Graphs, CycL, DAML+OIL, ebXML, F-Logic, GRAIL, FIPA, KIF, OCML, OML, Ontolingua, RDF-RDFS, Thesauri, UML, UPML, XMLS, XOL, .....

SHOE (Simple HTML Ontology Extension)

Provee una extensión de HTML con el objetivo de incorporar conocimiento semántico (legible por máquinas) en HTML u otros documentos Web. Permite definir clases, relaciones y reglas de inferencia.

OIL (Ontology Inference Layer)

Unifica tres aspectos importantes que proveen diferentes comunidades: Lógica descriptiva, sistemas basados en frame y lenguajes Web. Permite definir clases, slots y axiomas.

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Otros lenguajes1
Otros Lenguajes

Comparación (con respecto al poder de definición)

Jerarquía

Conceptos

Restricciones

Axiomas

Compatible

Conceptos

Propiedades

+

+

DAML-ONT

Subclase_de, Intersección, Unión o Complemento

XML

RDF

Disjoint, Inversa, Dominio, rangos, cardinalidad,default

Rica def. axiomática

<Class Id= ...

<subProperty..

+

-

XML/XMLS

RDF/RDFS

Subclase_de, Intersección, Unión o Complemento

OIL

Disjoint, Inversa, Dominio, rangos, cardinalidad

??????

clas-def ...

<subslot-of..

HTML

XML

-

SHOE

No tiene disjoint

Reglas de inferencia

Solo Subclase_de

??????

<def-category name = ...

No cardinalidad

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Trabajos futuros
Trabajos Futuros

Estandarización

Para que las ontologías cumplan completamente su rol en la integración semántica en la Web, es necesario la estandarización de los diversos lenguajes.

W3C Web Ontology Group (WebOnt) esta trabajando en el desarrollo de

  • Web ontology language (OWL)

  • Basado en los lenguajes existentes con una extensión de los constructores

  • Permita interoperabilidad de ontologías

  • Permita evolución de ontologías (versionamiento)

  • Permita detección de inconsistencias

  • Máxima compatibilidad con XML y RDF

  • Internacionalización (Diferentes vistas sobre una ontología)

Web y Base de Datos - 2002


Cr tica
Crítica

  • Artículo técnico que hace una introducción al lenguaje mediante un sencillo ejemplo.

  • No presenta todas las cualidades del lenguaje

  • Da por sabidos muchos conocimientos técnicos que hay que dominar para comprender bien el artículo

  • No compara virtudes/contras con otros lenguajes

  • Al introducir el lenguaje mediante un ejemplo sencillo se entienden rápidamente los conceptos que quiere trasmitir

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