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DAML-ONT
An Ontology Language for the Semantic Web
Deborah McGuinness, Richard Fikes, Lynn Andrea Stein, James Hendler
Grupo 15Web y Base de Datos 2002
Web y Base de Datos - 2002
Agenda
Introducción a Ontologías Presentación de DAML-ONT Otros lenguajes Trabajos futuros Crítica
Web y Base de Datos - 2002
IntroducciónDefiniciones
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”
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IntroducciónTipos 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.
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IntroducciónTipos de Ontologías
Ontología Genérica
Ontología de Dominio
Ontología de Tarea
Ontología de AplicaciónUsabilidad
+
-
Reusabilidad
+
-
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IntroducciónBeneficios 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
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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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Catálogo
Nivel mas bajo de definición Se asocia a cada concepto un
id.
Thesaurus
Definición del concepto Cada concepto tiene un
significado
<Class ID = “Animal”> <label>Animal</label> <comment> Esta clase representa a todos las especies pertenecientes al Reino Animal. </comment>
<Class ID = “Animal”>
</Class>
DAML-ONT
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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 :
<Class lD = “Masculino”>
<subClassOf resource = “#Animal”/>
</Class>
El concepto ‘Masculino’ es una subclase del concepto ‘Animal’
DAML-ONT
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Relaciones, Propiedades y Restricciones entre conceptos (2)
<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’
DAML-ONT
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Relaciones, Propiedades y Restricciones entre conceptos (3)
<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.
DAML-ONT
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DAML-ONTDefinición 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-ONTSemántica Axiomática
DAML - ONT
Teoría lógica expresada en cálculo de predicados de primer orden (lógicamente
equivalente)
(traducción)
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DAML-ONTSemántica 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-ONTSemántica 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-ONTSemántica 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-ONT
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
El Lenguaje Axiomático
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DAML-ONT
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)))
El Lenguaje Axiomático
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DAML-ONT
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
Axiomas para RDF
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DAML-ONTEjemplo 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-ONTEjemplo 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-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
Clases de DAML-ONT
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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
Clases de DAML-ONT
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DAML-ONT
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
Conclusiones
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Otros Lenguajes
OIL (Ontology Inference Layer)
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.
Unifica tres aspectos importantes que proveen diferentes comunidades: Lógica descriptiva, sistemas basados en frame y lenguajes Web. Permite definir clases, slots y axiomas.
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, .....
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Otros LenguajesComparación (con respecto al poder de definición)
Jerarquía
DAML-ONT
Restricciones
OIL
SHOE
Axiomas
Reglas de
inferencia
No tiene disjoint
Conceptos
<Class Id= ...
<def-category name = ...
clas-def ...
XML/XMLS
RDF/RDFS
XML
RDF
HTML
XML
Compatible
Disjoint, Inversa, Dominio, rangos, cardinalidad,default
Disjoint, Inversa, Dominio, rangos, cardinalidad
No cardinalidad
Rica def. axiomática
??????
Solo Subclase_de
Subclase_de, Intersección, Unión o Complemento
Subclase_de, Intersección, Unión o Complemento
-
-
Conceptos Propiedades
<subProperty..
<subslot-of..
??????
+
+
+
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Trabajos FuturosEstandarización
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
Máxima compatibilidad con XML y RDF
Permita evolución de ontologías (versionamiento)
Permita interoperabilidad de ontologías
Permita detección de inconsistencias
Internacionalización (Diferentes vistas sobre una ontología)
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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