Horní ontologie - Upper ontology

V informační vědě je horní ontologie (známá také jako ontologie nejvyšší úrovně , horní model nebo základová ontologie ) ontologie (ve smyslu používaném v informační vědě), která se skládá z velmi obecných pojmů (například „objekt“, „ vlastnost "," vztah "), které jsou společné pro všechny domény. Důležitou funkcí horní ontologie je podpora široké sémantické interoperability mezi velkým počtem doménově specifických ontologií poskytnutím společného výchozího bodu pro formulování definic. Termíny v ontologii domény jsou seřazeny podle termínů v horní ontologii, např. Vyšší třídy ontologie jsou nadtřídy nebo nadmnožiny všech tříd v ontologiích domény.

Byla navržena řada horních ontologií, z nichž každá má své vlastní zastánce.

Systémy klasifikace knihoven předcházejí systémům horní ontologie. Ačkoli klasifikace knihoven organizuje a kategorizuje znalosti pomocí obecných konceptů, které jsou stejné ve všech doménách znalostí, ani jeden systém nenahrazuje ten druhý.

Rozvoj

Jakákoli standardní foundational ontologie bude pravděpodobně sporná mezi různými skupinami, z nichž každá má svou vlastní představu o „tom, co existuje“. Jedním z faktorů, které zhoršují neúspěch při přijímání společného přístupu, je nedostatek open-source aplikací, které by umožňovaly testování různých ontologií ve stejném výpočetním prostředí. O rozdílech se tedy debatuje z velké části na teoretických základech nebo jsou pouze výsledkem osobních preferencí. Základní ontologie lze však porovnávat na základě přijetí za účelem podpory interoperability napříč doménovými ontologiemi.

Žádná konkrétní horní ontologie dosud nezískala široké přijetí jako de facto standard. Různé organizace se pokusily definovat standardy pro konkrétní domény. Jedním z příkladů je „ Process Specification Language “ (PSL) vytvořený Národním institutem pro standardy a technologie (NIST).

Dalším důležitým faktorem vedoucím k absenci širokého přijetí jakékoli existující horní ontologie je složitost. Některé horní ontologie - v tomto ohledu je často uváděn jako příklad Cyc - jsou velmi rozsáhlé, zahrnující až tisíce prvků (třídy, vztahy), mezi nimi komplexní interakce a složitost podobná složitosti lidského přirozeného jazyka , a proces učení může být kvůli neznámému formátu a logickým pravidlům ještě delší než u přirozeného jazyka. Motivace k překonání této bariéry učení z velké části chybí kvůli nedostatku veřejně přístupných příkladů použití. Výsledkem je, že tyto budování ontologií domény pro místní aplikace mají tendenci vytvářet co nejjednodušší ontologii specifickou pro doménu, která nesouvisí s žádnou vyšší ontologií. Takovéto ontologie domény mohou fungovat adekvátně pro místní účel, ale jsou velmi časově náročné na přesný vztah k jiným ontologiím domény.

K vyřešení tohoto problému byly vyvinuty některé skutečně špičkové ontologie, které jsou záměrně navrženy tak, aby se minimálně překrývaly s jakoukoli ontologií domény. Příkladem je základní formální ontologie a DOLCE (viz níže).

Argumenty pro neproveditelnost horní ontologie

Historicky bylo v mnoha společnostech učiněno mnoho pokusů vnutit nebo definovat jeden soubor konceptů jako prvotnější, základní, základový, autoritativní, pravdivý nebo racionálnější než všechny ostatní. Běžná námitka proti těmto pokusům poukazuje na to, že lidem chybí druh transcendentní perspektivy - neboli Božího pohledu -, který by byl k dosažení tohoto cíle nutný. Lidé jsou vázáni jazykem nebo kulturou, a proto jim chybí objektivní perspektiva, z níž by bylo možné sledovat celý terén konceptů a odvozovat jakýkoli standard.

Další námitkou je problém formulování definic. Ontologie nejvyšší úrovně jsou navrženy tak, aby maximalizovaly podporu interoperability ve velkém počtu termínů. Takovéto ontologie proto musí sestávat z výrazů vyjadřujících velmi obecné pojmy, ale takové pojmy jsou pro naše chápání natolik základní, že je nelze definovat žádným způsobem, protože samotný proces definice znamená, že méně základní (a méně dobře srozumitelné) pojem je definován pojmy, které jsou základnější a tak (ideálně) srozumitelnější. Velmi obecné pojmy lze často objasnit pouze pomocí příkladů nebo parafráze.

  • Neexistuje žádný samozřejmý způsob rozdělení světa na koncepty a rozhodně žádný nekontroverzní
  • Neexistuje žádný neutrální základ, který by mohl sloužit jako prostředek k překladu mezi specializovanými (nebo „nižšími“ nebo „specifickými“ aplikacemi) ontologiemi
  • Lidský jazyk je již libovolnou aproximací pouze jedné z mnoha možných koncepčních map. Vyvodit potřebnou korelaci mezi anglickými slovy a libovolným počtem intelektuálních konceptů, které bychom rádi reprezentovali ve svých ontologiích, si žádá potíže. ( Například WordNet je úspěšný a užitečný, právě proto, že nepředstírá, že je univerzální horní ontologií pro všeobecné účely; je to spíše nástroj pro sémantickou / syntaktickou / lingvistickou disambiguaci, který je bohatě zakotven v podrobnostech a zvláštnostech anglický jazyk.)
  • Jakákoli hierarchická nebo topologická reprezentace konceptů musí začínat z určité ontologické, epistemologické , lingvistické, kulturní a nakonec pragmatické perspektivy. Takový pragmatismus neumožňuje vyloučení politiky mezi osobami nebo skupinami, ba dokonce vyžaduje, aby byli považováni za možná základnější primitivy než ti, kteří jsou zastoupeni.

Ti, kteří pochybují o proveditelnosti ontologií obecného účelu, se spíše ptají „jaký konkrétní účel máme na mysli pro tuto koncepční mapu entit a jaký praktický rozdíl tato ontologie způsobí?“ Tato pragmatická filozofická pozice vzdává veškerou naději na vytvoření kódované ontologické verze „Svět je všechno, co je tomu tak“. ( Wittgenstein , Tractatus Logico-Philosophicus ).

Konečně existují námitky podobné těm proti umělé inteligenci . Technicky, získávání komplexních konceptů a sociální / lingvistické interakce lidských bytostí naznačují, že jakýkoli axiomatický základ „nejzákladnějších“ konceptů musí být kognitivně biologický nebo jinak obtížně charakterizovatelný, protože pro takové systémy nemáme axiomy. Z etického hlediska by se jakákoli ontologie obecného účelu mohla rychle stát skutečnou tyranií tím, že by se do politického programu určeného k jeho propagaci a finančním prostředkům, a případně k jeho obraně násilím, dostalo nábor stoupenců. Historicky se nekonzistentní a iracionální systémy víry ukázaly jako schopné přikázat poslušnost na úkor nebo újmu osobám uvnitř i vně společnosti, která je přijímá. O kolik škodlivější by byl důsledný racionální, kdyby obsahoval alespoň jeden nebo dva základní předpoklady neslučitelné s lidským životem?

Argumenty proveditelnosti horní ontologie

Mnozí z těch, kteří pochybují o možnosti dosažení široké shody o společné horní ontologii, spadají do jedné ze dvou pastí:

  1. tvrdí, že neexistuje možnost univerzální shody na jakémkoli koncepčním schématu; ale tvrdí, že praktická společná ontologie nemusí mít univerzální shodu, potřebuje pouze dostatečně velkou komunitu uživatelů (jako je tomu v případě lidských jazyků), aby bylo pro vývojáře výhodné ji používat jako prostředek k obecné interoperabilitě a aby vývojář třetích stran vyvinul nástroje, které usnadní používání; a
  2. poukazují na to, že vývojáři datových schémat považují různé reprezentace za vhodné pro své místní účely; ale neprokazují, že tyto různé reprezentace jsou ve skutečnosti logicky nekonzistentní.

Ve skutečnosti různé reprezentace tvrzení o skutečném světě (i když ne filozofické modely), pokud přesně odrážejí svět, musí být logicky konzistentní, i když se zaměřují na různé aspekty stejného fyzického objektu nebo jevu. Pokud jsou některá dvě tvrzení o reálném světě logicky nekonzistentní, jedno nebo obě musí být mylná, a to je téma pro experimentální zkoumání, nikoli pro ontologickou reprezentaci. V praxi jsou reprezentace skutečného světa vytvářeny jako a známé jako přiblížení k základní realitě a jejich použití je ohraničeno limity chyb měření v jakékoli dané praktické aplikaci. Ontologie jsou zcela schopné reprezentovat aproximace a jsou také schopné reprezentovat situace, ve kterých různé aproximace mají různé využití. Námitky založené na různých způsobech, jak lidé vnímají věci, útočí na zjednodušený, zbídačený pohled na ontologii. Námitka, že existují logicky nekompatibilní modely světa, je pravdivá, ale v horní ontologii mohou být tyto různé modely reprezentovány jako různé teorie a přívrženci těchto teorií je mohou používat přednostně před jinými teoriemi, při zachování logické konzistence jsou nezbytné předpoklady horní ontologii. Mezi nezbytné předpoklady poskytují logické slovní zásobu, s nimiž specifikovat významy všech nekompatibilních modelů. Nikdy nebylo prokázáno, že nekompatibilní modely nelze správně specifikovat pomocí společné, více základní sady konceptů, zatímco existují příklady nekompatibilních teorií, které lze logicky specifikovat pouze pomocí několika základních konceptů.

Mnoho námitek k horní ontologii se týká problémů životně důležitých rozhodnutí nebo neaxiomatizovaných problémových oblastí, jako je právo nebo medicína nebo politika, které jsou obtížně pochopitelné i pro lidi. Některé z těchto námitek se nevztahují na fyzické objekty nebo standardní abstrakce, které jsou definovány v existenci lidmi a jsou jimi pečlivě kontrolovány pro vzájemné dobro, jako jsou standardy pro připojení elektrických systémů nebo signály používané na semaforech. Není vyžadována žádná obecná metafyzika, která by souhlasila s tím, že některé takové standardy jsou žádoucí. Například, zatímco čas a prostor mohou být zastoupeny mnoha způsoby, některé z nich jsou již použity v interoperabilních artefaktech, jako jsou mapy nebo plány.

Námitky vůči proveditelnosti společné horní ontologie také neberou v úvahu možnost uzavření dohody o ontologii, která obsahuje všechny primitivní prvky ontologie, které lze kombinovat a vytvořit libovolný počet specializovanějších koncepčních reprezentací. Přijetí této taktiky umožňuje soustředit úsilí na dohodu pouze na omezeném počtu ontologických prvků. Dohodnutím se na významech tohoto soupisu základních pojmů je možné vytvořit a poté přesně a automaticky interpretovat nekonečné množství reprezentací pojmů jako kombinace základních prvků ontologie. Jakákoli ontologie domény nebo databáze, která používá prvky takové horní ontologie ke specifikaci významů svých pojmů, bude automaticky a přesně interoperabilní s jinými ontologiemi, které používají horní ontologii, přestože každý může samostatně definovat velký počet prvků domény, které nejsou definované v jiných ontologiích. V takovém případě bude správná interpretace vyžadovat přenos logických popisů prvků specifických pro doménu spolu s veškerými sdělovanými daty; data pak budou automaticky interpretovatelná, protože popisy elementů domény založené na horní ontologii budou správně interpretovatelné jakýmkoli systémem, který může správně používat horní ontologii. Ve skutečnosti mohou být prvky v různých ontologiích domény * přeloženy * do sebe pomocí společné horní ontologie. Horní ontologie založená na takové sadě primitivních prvků může zahrnovat alternativní pohledy za předpokladu, že jsou logicky kompatibilní. Logicky nekompatibilní modely mohou být reprezentovány jako alternativní teorie nebo zastoupeny ve specializovaném rozšíření horní ontologie. Správné používání alternativních teorií je znalost, která může být sama představena v ontologii. Uživatelé, kteří vyvíjejí nové ontologie domény a zjišťují, že pro jejich doménu jsou zapotřebí sémantická primitiva, ale ve stávající společné horní ontologii chybí, mohou tyto nové primitivy přidat přijatým postupem a společnou horní ontologii podle potřeby rozšířit.

Většina zastánců horní ontologie tvrdí, že několik dobrých může být vytvořeno s možná odlišným důrazem. Jen velmi málo lidí se ve skutečnosti hádá, že objeví jen jeden v přirozeném jazyce nebo dokonce v akademické oblasti. Většina prostě standardizuje nějakou stávající komunikaci. Další rozšířený pohled je, že se téměř úplně překrývají různé způsoby formalizace horních ontologií v tom smyslu, že různé ontologie se zaměřují na různé aspekty stejných entit, ale různé pohledy se doplňují a nejsou v rozporu; v důsledku toho je interně konzistentní ontologie, která obsahuje všechny pohledy, s prostředky převádění různých pohledů do druhého, možná. Taková ontologie však dosud nebyla zkonstruována, protože by vyžadovala vývoj velkého projektu, který by zahrnoval všechny alternativní pohledy do samostatně vyvinutých horních ontologií spolu s jejich překlady. Hlavní překážkou výstavby takovéto ontologie nejsou technické problémy, ale neochota financujících agentur poskytnout finanční prostředky dostatečně velkému konsorciu vývojářů a uživatelů.

Několik běžných argumentů proti horní ontologii lze jasněji prozkoumat oddělením otázek definice pojmu (ontologie), jazyka (lexikony) a faktů (znalostí). Například lidé mají pro stejný koncept různé termíny a fráze. To však nutně neznamená, že tito lidé hovoří o různých pojmech. Mohou jednoduše používat jiný jazyk nebo idiom. Formální ontologie obvykle používají lingvistické značky k označení konceptů, ale termíny, které označují prvky ontologie, neznamenají nic víc a nic menšího, než co říkají jejich axiomy. Popisky jsou podobné názvům proměnných v softwaru, spíše evokativní než definitivní. Zastánci společné horní ontologie poukazují na to, že významy prvků (třídy, vztahy, pravidla) v ontologii závisí pouze na jejich logické formě , a nikoli na etiketách, které jsou obvykle vybírány pouze proto, aby byly ontologie snadněji použitelné jejich lidskými vývojáři. Ve skutečnosti označení pro prvky v ontologii nemusí být slova - mohou to být například obrázky instancí konkrétního typu nebo videa akce, která je reprezentována konkrétním typem. Nelze příliš důrazně zdůraznit, že slova nejsou v ontologii *, ale jsou to entity v reálném světě nebo abstraktní entity (koncepty) v myslích lidí. Slova nejsou ekvivalentní prvkům ontologie, ale slova * označují * prvky ontologie. Může existovat mnoho slov, která označují jeden koncept, dokonce i v jednom jazyce (synonymie), a může být mnoho konceptů označených jediným slovem (nejednoznačnost). Provincie porozumění přirozenému jazyku je vytváření mapování mezi lidským jazykem a prvky ontologie. Samotná ontologie však stojí samostatně jako logická a výpočetní struktura. Z tohoto důvodu je nalezení shody na struktuře ontologie ve skutečnosti snazší než rozvíjení řízené slovní zásoby, protože mohou být zahrnuty všechny různé interpretace slova, každý * mapovaný * na stejné slovo v různých terminologiích.

Druhým argumentem je, že lidé věří různým věcem, a proto nemohou mít stejnou ontologii. Lidé však mohou určitému tvrzení přiřadit různé pravdivostní hodnoty, přičemž akceptují platnost určitých podkladových tvrzení, faktů nebo způsobů vyjádření argumentu, se kterým nesouhlasí. (Používá například formu problému/pozice/argumentu .) Tato námitka vůči horním ontologiím ignoruje skutečnost, že jedna ontologie může představovat různé systémy víry a také je reprezentovat jako různé systémy víry, aniž by zaujímala stanovisko k platnosti buď.

I argumenty o existenci věci vyžadují určité sdílení konceptu, i když o její existenci v reálném světě lze polemizovat. Oddělení víry od pojmenování a definice také pomáhá vyjasnit tento problém a ukázat, jak mohou být pojmy drženy společné, i když se tváří v tvář odlišným přesvědčením. Například wiki jako médium může dovolit takový zmatek, ale disciplinovaní uživatelé mohou aplikovat řešení sporů metody vyřešit své konflikty. Argumentuje se také tím, že většina lidí sdílí společný soubor „sémantických primitivů“, základních pojmů, na které se odkazují, když se pokoušejí vysvětlit neznámé pojmy ostatním lidem. Ontologie, která zahrnuje reprezentace těchto sémantických primitiv, by v takovém případě mohla být použita k vytvoření logických popisů jakéhokoli výrazu, který si člověk může přát definovat logicky. Tato ontologie by byla jednou z forem horní ontologie, která by sloužila jako logické „interlingua“, které může překládat myšlenky v jedné terminologii na její logický ekvivalent v jiné terminologii.

Obhájci tvrdí, že většinu neshod ohledně životaschopnosti horní ontologie lze vysledovat ve spojení ontologie, jazyka a znalostí nebo příliš specializovaných oblastí znalostí: mnoho lidí, agentů nebo skupin bude mít oblasti svých příslušných interních ontologií, které nepřekrývají se. Pokud vůbec dokážou spolupracovat a sdílet koncepční mapu, může to být tak velmi užitečné, že převáží všechny nevýhody, které plynou ze sdílení. Do té míry, jak je čím dál těžší sdílet koncepty, tím hlubší je člověk zjišťuje, čím cennější takové sdílení obvykle získává. Pokud je problém tak základní, jak tvrdí odpůrci vyšších ontologií, pak platí také pro skupinu lidí, kteří se pokoušejí spolupracovat a kteří ke snadné komunikaci potřebují pomoc stroje.

Když nic jiného, ​​takovéto ontologie jsou implikovány strojovým překladem , který se používá, když lidé prakticky nemohou komunikovat. Ať už „horní“ nebo ne, zdá se, že se tyto pravděpodobně množí.

Tabulka formálních horních ontologií

Následující tabulka obsahuje údaje hlavně z článku „A Comparison of Upper Ontologies“ od V Mascardiho, V Cordiho a P Rosso (2007). Pokud máte probíhající projekt UO, rozbalte tabulku. Všimněte si toho, že nedostatek nových vydání neznamená nečinnost nebo zbytečnost. Sloupce tedy budou vyžadovat určité upřesnění.

název První vydání Poslední vydání Vývojář Soustředit se Licence URL Metriky Rozlišovací vlastnosti Verze
Sowa's Ontology 1999 1999 John F. Sowa Logické, filozofické a počítačové základy volný, uvolnit Sowa's UO, 30 tříd, 5 relací, 30 axiomů Logická elegance, kompaktní
Cyklus 1984 verze 6.1 k 2017.11.27 Společnost Cycorp (od roku 1994) každodenní znalosti zdravého rozumu, s cílem umožnit aplikacím AI provádět uvažování podobné lidem proprietární cyc .com ,
cycorp .eu 		300 000 konceptů, 3 000 000 tvrzení (fakta a pravidla), 15 000 vztahů 12 000 synchronizovaných sad WordNet , obrovské OpenCyc, ResearchCyc
YAMATO 1999 2012.07.14 Dr. Riichiro Mizoguchi Kvalita a množství, vyjádření (věci s obsahem), objekty, procesy a události ? YAMATO ? Koncepty rolí
BFO 2002 verze 2.0 v roce 2015 Barry Smith a kol. Ontologie nejvyšší úrovně pro podporu interoperability ontologií domén Licence BSD basic-formal-ontology .org 34 kategorií, 8 vztahů; formalizace ve formátech OWL, CLIF, OBO a Isabel velmi velká zavedená uživatelská základna; důkladná dokumentace Verze 2.0
podstata 2007 Verze 9.4.0 v roce 2020 Sémantické umění, Inc. Minimalistická horní ontologie pro podnikové informační systémy zdarma, Creative Commons Sdílejte podobně www .semanticarts .com / gist / 143 tříd, 132 vlastností, 9 primitivních tříd, 18 kořenových tříd, 1690 axiomů Základ pro asi tucet velkých podnikových ontologií
DOLCE 2002 2017 Nicola Guarino a jeho společníci Zachycení ontologických kategorií, které jsou základem přirozeného jazyka a lidského rozumu. CC-BY 4.0 www .loa .istc .cnr .it /dolce /overview .html 76 tříd, 112 vlastností, 581 axiomů Jeho kategorie jsou kognitivní artefakty. DOLCE-Ultralite
BORO koncem 80. a začátkem 90. let Tým konzultantů KPMG vedený Chrisem Partridgeem Extenzionální (a tedy čtyřrozměrná) ontologie, která mu poskytuje jednoduchá kritéria identity. www .borosolutions .net Je postaven na sérii jasných metafyzických možností, které poskytují pevný (metafyzický) základ.
COSMO Červen 2020 Patrick Cassidy Ontologie základů, která může sloužit k umožnění široké obecné sémantické interoperability. otevřený a zdarma micra .com /COSMO / více než 21 000 typů (třídy OWL), více než 1300 vztahů a více než 10 000 omezení. Je plně otevřený a jakékoli komentáře nebo návrhy z jakýchkoli zdrojů jsou vítány. OWL verze
GFO 1999 2008 (probíhá) Heinrich Herre Včetně mnoha aspektů nedávné filozofie Otevřeno www .onto-med .de /ontologie /gfo 2008 Jeho popis vytrvalosti a jeho časový model. gfo.owl a gfo-basic.owl
IDEAS IDEAS Group Je vyššího řádu, extenzivní a 4D. vyvinutý metodou BORO . Ontologie IDEAS není určena pro účely uvažování a vyvozování; jeho účelem je být přesným modelem podnikání.
ISO 15926 2004 Říjen 2019 Národní institut vědy a technologie Reprezentace informací o životním cyklu výrobního závodu. Otevřeno (ale ne zdarma) www .iso .org /standard /29556 .html Obecný model s 201 typy entit. Aby bylo možné integrovat informace o životním cyklu, model vylučuje všechna informační omezení, která jsou vhodná pouze pro konkrétní aplikace v rámci rozsahu. ISO/TS 15926-4: 2019


MarineTLO 2011 verze 5.0 při změně v roce 2017 FORTH-ICS Fakta o mořských druzích Otevřeno projekty .ics .forth .gr /isl /MarineTLO / ≈ 5,5 mil. Ztrojnásobuje mořské druhy (≈ 54 000), ekosystémy, vodní plochy, plavidla atd. Výzkum druhů a biologické rozmanitosti. iMarineTLO


PROTON verze 3.0 Ontotext (Kiril Simov a kol.) Základní hierarchie subsumption, která poskytuje pokrytí většiny konceptů vyšší úrovně CC od 3.0 www .ontotext .com /proton /protontop .html 25 tříd a 77 vlastností Hierarchie subsumace Verze 3.0


SUMO 2004 SUMO v 1.75 Pracovní skupina IEEE P1600.1 Pro výzkum a aplikace ve vyhledávání, lingvistice a uvažování. Otevřený zdroj. www .ontologyportal .org Celkem podmínek: 13457, celkem axiomů: 193812, celkem pravidel: 6055 Největší formální veřejná ontologie, která dnes existuje. Byl namapován na celý lexikon WordNet . UMO1.52


OKOLÍK 2008 verze 1.50 v roce 2016 Strukturovaná dynamika Vzájemné propojení informací z nesourodých zdrojů. CC od 3.0 www .umbel .org Asi 35 000 referenčních konceptů Navrženo tak, aby poskytovalo společná mapovací místa pro vzájemné propojení různých ontologií nebo schémat, UMBEL 1,50


UFO 2005 (Guizzardiho Ph.D. práce) 2015 Giancarlo Guizzardi rozšířen o NEMO a BTU v laboratoři LOA UFO-A = analyzovat strukturní koncepční modelovací konstrukce
UFO-B = ontologie událostí
UFO-C = ontologie sociálních a záměrných aspektů 		Zahrnuje vývoj z GFO, DOLCE a ontologie univerzálů, které jsou základem OntoClean, do jediné koherentní foundational ontologie. UFO-A
UFO-B
UFO-C



WordNet polovina osmdesátých let Verze 3.1 v roce 2011 Univerzita Princeton Sémantická síť založená na psycholingvistických principech, Jako BSD wordnet .princeton .edu 155 327 slov uspořádaných v 175 979 synsetech pro celkem 207 016 párů smysl-slovo; Není axiomaticky přesný. Používá se ve výzkumu zpracování přirozeného jazyka . Verze 3.1
Taxonomie senzorů M3 2021-2012 Verze 4.6 v roce 2021 Eurecom Ontologie odkazující na zařízení IoT v různých doménách, Jako GNU GPLv3 měření senzoru .appspot .com? p = m3 Více než 421 konceptů; Používá se v evropských projektech, národních a výzkumných projektech v různých oblastech (např. Zdravotnictví, robotika, chytré město, chytrý domov, energie). Verze 4.6

Dostupné horní ontologie

Základní formální ontologie (BFO)

Hlavní článek: Základní formální ontologie

Rámec základní formální ontologie (BFO) vyvinutý Barrym Smithem a jeho spolupracovníky se skládá ze série subtologií na různých úrovních granularity. Ontologie jsou rozděleny do dvou variant: týkající se kontinuálních entit, jako jsou trojrozměrné trvalé objekty, a vyskytujících se entit (primárně) procesů koncipovaných jako rozvíjení v postupných fázích v čase. BFO tak v jediném rámci zahrnuje jak trojrozměrné, tak čtyřrozměrné pohledy na realitu. Vzájemné vztahy jsou definovány mezi těmito dvěma typy ontologií způsobem, který dává BFO možnost vypořádat se se statickými/prostorovými i dynamickými/časovými rysy reality. Ontologie spojité domény sestupně z BFO může být koncipována jako soupis entit existujících současně. Každá vyskytující se ontologie může být koncipována jako soupis procesů rozvíjejících se v daném časovém intervalu. Jak samotné BFO, tak každá z jeho subtologií rozšíření mohou být koncipovány jako okno do určité části reality na dané úrovni granularity. Více než 350 ontologických rámců založených na BFO je katalogizováno na webových stránkách BFO. Ty aplikují architekturu BFO na různé domény prostřednictvím strategie sestupné populace. Buněčná ontologie se například naplňuje směrem dolů z BFO importem větve BFO končící objektem a definováním buňky jako poddruhu objektu. Dalšími příklady ontologií prodlužujících BFO jsou ontologie pro biomedicínské vyšetřování (OBI) a další ontologie otevřené slévárny biomedicínských ontologií . Kromě těchto příkladů se BFO a rozšíření stále častěji používají v obranných a bezpečnostních doménách, například v rámci Common Core Ontology. BFO také slouží jako horní úroveň ontologie rozhraní cílů udržitelného rozvoje (SDG) vyvinuté programem OSN pro životní prostředí a iniciativy zpracovatelského průmyslu Industrial Ontologies Foundry (IOF). BFO bylo zdokumentováno v učebnici Building Ontologies with Basic Formal Ontology , kterou vydalo MIT Press v roce 2015.

BORO

Hlavní článek: BORO

Business Objects Reference Ontology je horní ontologie navržená pro vývoj ontologických nebo sémantických modelů pro velké komplexní operační aplikace, která se skládá ze špičkové ontologie a postupu pro konstrukci ontologie. Je postaven na sérii jasných metafyzických možností, které poskytují pevný (metafyzický) základ. Klíčovou volbou byla extenzionální (a tedy čtyřrozměrná ) ontologie, která jí poskytuje jednoduchá kritéria identity . Jeho prvky se objevily v řadě standardů. Například norma ISO, ISO 15926 - Průmyslové automatizační systémy a integrace - byla silně ovlivněna ranou verzí. Standard IDEAS (International Defense Enterprise Architecture Specification for Exchange) vychází z BORO, který byl zase použit k vývoji DODAF 2.0.

Koncepční referenční model CIDOC

Hlavní článek: Koncepční referenční model CIDOC

Přestože je „objektově orientovaný koncepční referenční model CIDOC“ (CRM) doménová ontologie specializovaná na účely reprezentace kulturního dědictví, podmnožina s názvem CRM Core je obecnou horní ontologií, která zahrnuje:

  • Časoprostor-název/identifikátor, místo, doba/období, časové rozpětí, vztah k trvalým položkám
  • Události - název/identifikátor, začátek/konec existence, účastníci (lidé, jednotlivě nebo ve skupinách), vytváření/úpravy věcí (fyzické nebo koncepční), vztah k trvalým položkám
  • Materiální věci-název/identifikátor, místo, informační objekt, který hmotná věc nese, součást vztahů, vztah k trvalým položkám
  • Nehmotné věci-název/identifikátor, informační objekty (výrokové nebo symbolické), koncepční věci, součást vztahů

Trvalá položka je fyzická nebo koncepční položka, která má trvalou identitu rozpoznanou během trvání své existence spíše podle její identifikace než podle její kontinuity nebo pozorování. Trvalý předmět je srovnatelný s trvanlivým.
Propoziční objekt je sada prohlášení o skutečných nebo imaginárních věcech.
Symbolický předmět je znak/symbol nebo agregace znaků nebo symbolů.

COSMO

COSMO (COmmon Semantic MOdel) je ontologie, která byla zahájena jako projekt pracovní skupiny COSMO Koordinační pracovní skupiny pro ontologii a taxonomii s cílem vyvinout základovou ontologii, která může sloužit k umožnění široké obecné sémantické interoperability . Aktuální verze je ontologií OWL, ale v budoucnu se očekává verze kompatibilní s Common-Logic . Ontologie a vysvětlující soubory jsou k dispozici na webu COSMO. Cílem pracovní skupiny COSMO bylo vyvinout základovou ontologii formou kolaborativního procesu, který jí umožní reprezentovat všechny základní prvky ontologie, o kterých si všichni členové myslí, že jsou pro jejich aplikace potřebné. Vývoj COSMO je plně otevřený a jakékoli připomínky nebo návrhy z jakýchkoli zdrojů jsou vítány. Po nějaké diskusi a příspěvcích členů v roce 2006 ve vývoji COSMO pokračoval především Patrick Cassidy, předseda pracovní skupiny COSMO. Příspěvky a návrhy od jakékoli zúčastněné strany jsou stále vítány a podporovány. Mnoho typů (tříd OWL) v aktuálním COSMO bylo převzato z OpenCyc OWL verze 0.78 a ze SUMO. Další prvky byly převzaty z jiných ontologií (například BFO a DOLCE) nebo byly vyvinuty speciálně pro COSMO. Vývoj COSMO se původně zaměřil na zahrnutí reprezentací všech slov do Longman Dictionary of Contemporary English (LDOCE) kontrolovaného definujícího slovníku (2148 slov). Tato slova stačí k definování (lingvisticky) všech záznamů v LDOCE. Předpokládá se, že ontologické reprezentace konceptů reprezentovaných těmito termíny budou dostatečné k upřesnění významů jakéhokoli specializovaného ontologického prvku, což bude sloužit jako základ pro obecnou sémantickou interoperabilitu . Interoperabilita prostřednictvím COSMO je umožněna použitím COSMO (nebo z něj odvozené ontologie) jako interlingua, pomocí které lze jiné doménové ontologie přeložit do vzájemných pojmů a tím přesně komunikovat. Jelikož jsou do COSMO propojeny nové domény, mohou být rozpoznána a přidána do její struktury další sémantická primitiva. Aktuální verze COSMO (leden 2021) OWL má více než 24 000 typů (třídy OWL), více než 1350 vztahů a více než 21 000 omezení. Samotný COSMO (COSMO.owl) a další související a vysvětlující soubory lze získat na odkazu pro COSMO v sekci Externí odkazy níže.

Cyklus

Hlavní článek: Cyc

Dobře známou a v dnešní době velmi komplexní ontologií je Cyc , proprietární systém vyvíjený od roku 1986, který se skládá z základové ontologie a několika doménových ontologií (nazývaných mikroteorie ). Podskupina této ontologie byla vydána zdarma pod názvem OpenCyc a více či méně nezkrácená verze je k dispozici pro nekomerční nekomerční použití pod názvem ResearchCyc .

DOLCE

Descriptive Ontology for Linguistic and Cognitive Engineering (DOLCE) je foundational ontologie navržená v roce 2002 v kontextu projektu WonderWeb EU, který vyvinul Nicola Guarino a jeho spolupracovníci v Laboratoři pro aplikovanou ontologii (LOA). Jak vyplývá z jeho zkratky, DOLCE je zaměřena na zachycení ontologických kategorií, které jsou základem přirozeného jazyka a lidského zdravého rozumu . DOLCE se však nezavazuje k striktně referenční metafyzice související s vnitřní povahou světa. Kategorie, které zavádí, jsou spíše považovány za kognitivní artefakty, které nakonec závisí na lidském vnímání, kulturních otiscích a sociálních konvencích. V tomto smyslu mají v úmyslu být pouze popisnými (vs. preskriptivními ) pojmy, které podporují formální specifikaci konceptualizací domén.

DOLCE-Ultralite, navržený Aldem Gangemim a kolegy z laboratoře sémantické technologie Národní rady pro výzkum (Itálie), je verze DOLCE pro webový ontologický jazyk (OWL). Zjednodušuje některé modální axiomy DOLCE a rozšiřuje jej tak, aby pokrýval rámec Descriptions and Situations, také navržený v projektu WonderWeb. DOLCE-Ultralite je zdrojem některých základních návrhových vzorů ontologie a je široce přijímán v projektech ontologie po celém světě.

Obecná formální ontologie (GFO)

Hlavní článek: Obecná formální ontologie

Obecná formální ontologie (GFO), kterou vytvořil Heinrich Herre a jeho kolegové z výzkumné skupiny Onto-Med v Lipsku , je realistická ontologie integrující procesy a objekty. Snaží se zahrnout mnoho aspektů současné filozofie, což se odráží jak v jeho taxonomickém stromu, tak v jeho axiomatizacích. GFO umožňuje různé axiomatizace svých kategorií (jako je existence atomových časových intervalů vs. hustý čas ). Základní principy GFO jsou publikovány ve zprávě Onto-Med č. 8 a v „General Formal Ontology (GFO): A Foundational Ontology for Conceptual Modeling“.

Jeho výpovědí o vytrvalosti a časovém modelu jsou mimo jiné dvě speciality GFO. Pokud jde o perzistenci, rozdíl mezi enduranty (objekty) a perduranty (procesy) je v GFO jasně uveden zavedením speciální kategorie, perzistentní. Perzistentní je zvláštní kategorie se záměrem, aby její instance „zůstaly identické“ (v průběhu času). Pokud jde o čas, časové intervaly jsou v GFO brány jako primitivní a časové body (nazývané „časové hranice“) jsou odvozeny. Časové body se navíc mohou shodovat, což je výhodné pro modelování okamžitých změn.

podstata

podstata je vyvinuta a podporována sémantickým uměním . podstata (nikoli zkratka - to znamená získat podstatu) je „minimalistická horní ontologie“. podstata je zaměřena na podnikové informační systémy, přestože byla použita pro aplikace poskytování zdravotní péče. Hlavní atributy podstaty jsou:

  1. je malý (existuje 143 tříd a 132 vlastností)
  2. je komplexní (většina podniků nenajde potřebu vytvářet další primitivní třídy, ale zjistí, že většina jejich tříd může být definována a odvozena z podstaty)
  3. je robustní - všechny třídy pocházejí z 18 „kořenových“ tříd, které jsou většinou vzájemně nesouvislé. To velmi pomáhá při následné detekci chyb. Existuje 1690 axiomů a používá téměř všechny DL konstrukty (je to SROIQ (D))
  4. je to konkrétní - většina horních ontologií začíná abstraktními filozofickými koncepty, ke kterým se uživatelé musí zavázat, aby mohli používat ontologii. podstata začíná konkrétními třídami, které již většina lidí dělá, nebo s nimiž by se rozumně dalo souhlasit, jako je Osoba, Organizace, Místo, Sbírka, UnitOfMeasure a podobně)
  5. je jednoznačné - nejednoznačné termíny (například „termín“) byly odstraněny, protože jsou často přetížené a zmatené. Byly také odstraněny termíny, které mají často různé definice v různých podnicích (například zákazník a objednávka), aby se také snížila nejednoznačnost.
  6. je to pochopitelné - kromě toho, že je postaveno na betonu, obecně chápaných primitivech, je dostatečně malé, aby bylo snadno pochopitelné celé.

Podstata byla použita k vybudování podnikových ontologií pro řadu významných komerčních a vládních agentur, včetně: Procter & Gamble, Sentara Healthcare, Washington State Department of Labour & Industries, LexisNexis, Sallie Mae a dvou hlavních společností poskytujících finanční služby. podstata je volně dostupná s licencí Creative Commons pro sdílení. podstata je aktivně udržována a používá se více než 10 let. Od října 2020 je ve verzi 9.4.

podstata byla předmětem článku zkoumajícího, jak překlenout modelové rozdíly mezi ontologiemi. V příspěvku popisujícím metodiku OQuaRE pro hodnocení ontologií dosáhla hlavní jednotka ontologie měření (v té době samostatný modul) nejvyšší hodnoty v manuálním hodnocení oproti 10 dalším ontologiím jednotek měření a v automatizovaném hodnocení dosáhla nadprůměru. Autoři uvedli: „Tuto ontologii lze snadno otestovat a ověřit, její znalosti lze efektivně znovu použít a přizpůsobit pro různá specifikovaná prostředí“.

IDEAS

Horní ontologie vyvinutá skupinou IDEAS je vyššího řádu , extenzionální a 4D . Byl vyvinut pomocí metody BORO . Ontologie IDEAS není určena pro účely uvažování a vyvozování; jeho účelem je být přesným modelem podnikání.

ISO 15926

Hlavní článek: ISO 15926

ISO 15926 je mezinárodní norma pro reprezentaci informací o životním cyklu výrobního závodu . Tato reprezentace je určena obecným koncepčním datovým modelem, který je vhodný jako základ pro implementaci ve sdílené databázi nebo datovém skladu. Datový model je navržen tak, aby byl používán ve spojení s referenčními daty: standardní instance, které představují informace společné pro řadu uživatelů, zpracovatelské závody nebo obojí. Podpora konkrétní aktivity životního cyklu závisí na použití příslušných referenčních dat ve spojení s datovým modelem. Aby bylo možné integrovat informace o životním cyklu, model vylučuje všechna informační omezení, která jsou vhodná pouze pro konkrétní aplikace v rámci rozsahu. ISO 15926-2 definuje obecný model s 201 typy entit. Byl připraven technickou komisí ISO/TC 184, Systémy průmyslové automatizace a integrace, subkomisí SC 4, Průmyslová data.


MarineTLO

MarineTLO je horní ontologie pro mořskou doménu (platí také pro pozemskou doménu), kterou vyvinula Laboratoř informačních systémů na Ústavu výpočetní techniky, Nadace pro výzkum a technologie-Hellas ( FORTH-ICS ). Jejím cílem je vypořádat se s potřebou mít integrované soubory faktů o mořských druzích, a tím napomoci výzkumu druhů a biologické rozmanitosti . Poskytuje jednotný a soudržný základní model pro mapování schémat, který umožňuje formulování a odpovídání na dotazy, na které nemůže odpovídat žádný jednotlivý zdroj.

PROTON

PROTON (PROTo ONtology) je základní hierarchie subsumption, která poskytuje pokrytí většiny konceptů vyšší úrovně nezbytných pro sémantickou anotaci, indexování a načítání.

SUMO (doporučená horní sloučená ontologie)

Hlavní článek: Navrhovaná horní sloučená ontologie

Doporučené Horní sloučené Ontology (SUMO) je další komplexní ontologie projekt. Obsahuje horní ontologii vytvořenou pracovní skupinou IEEE P1600.1 (původně Ian Niles a Adam Pease ). Je rozšířen o mnoho ontologií domén a kompletní sadu odkazů na WordNet. Je to open source.

OKOLÍK

Hlavní článek: UMBEL

Upper Mapping and Binding Exchange Layer ( UMBEL ) je ontologie 28 000 referenčních konceptů, které mapují na zjednodušenou podmnožinu ontologie OpenCyc , která má poskytnout způsob propojení přesné ontologie OpenCyc s méně formálními ontologiemi. Má také formální mapování na Wikipedii , DBpedia , PROTON a GeoNames . Byl vyvinut a udržován jako open source od Structured Dynamics.

UFO (Unified Foundational Ontology)

The Unified Foundational Ontology (UFO), vyvinutý Giancarlem Guizzardim a spolupracovníky, zahrnující vývoj z GFO, DOLCE a ontologie univerzálů, které jsou základem OntoClean, do jediné koherentní foundational ontologie. Základní kategorie UFO (UFO-A) byly zcela formálně charakterizovány v Ph.D. Giancarla Guizzardiho, Ph.D. práce a dále rozšířena ve skupině pro výzkum ontologie a konceptuálního modelování (NEMO) v Brazílii se spolupracovníky z Brandenburg University of Technology (Gerd Wagner) a Laboratory for Applied Ontology (LOA). UFO-A bylo použito k analýze strukturních koncepčních modelovacích konstrukcí, jako jsou typy objektů a taxonomické vztahy, asociace a vztahy mezi asociacemi, role, vlastnosti, datové typy a slabé entity a vztahy mezi objekty mezi objekty. Novější vývoj zahrnuje ontologii událostí v UFO (UFO-B) a také ontologii sociálních a záměrných aspektů (UFO-C). Kombinace UFO-A, B a C byla použita k analýze, redesignu a integraci referenčních koncepčních modelů v řadě komplexních domén, například Enterprise Modeling, Software Engineering, Service Science, Petroleum and Gas, Telecommunications, and Bioinformatics. Další nedávný vývoj směřoval k jasnému popisu služeb a konceptů souvisejících se službami a poskytl účet založený na závazcích k pojmu služby (UFO-S). UFO je základní ontologií pro OntoUML , jazyk pro modelování ontologie.

WordNet

Hlavní článek: WordNet

WordNet , volně dostupná databáze původně navržená jako sémantická síť založená na psycholingvistických principech, byla rozšířena přidáním definic a nyní je také vnímána jako slovník . Kvalifikuje se jako horní ontologie tím, že zahrnuje nejobecnější pojmy i specializovanější pojmy, které jsou navzájem propojeny nejen vztahy subsumpce , ale i jinými sémantickými vztahy, jako jsou součást a příčina. Na rozdíl od Cyc však nebyl formálně axiomatizován, aby byly logické vztahy mezi pojmy přesné. To bylo široce používáno ve výzkumu zpracování přirozeného jazyka .

YAMATO (ještě další pokročilejší špičková ontologie)

YAMATO vyvíjí Riichiro Mizoguchi, dříve na Ústavu vědeckého a průmyslového výzkumu Univerzity v Ósace a nyní na Japonském pokročilém institutu vědy a technologie . Hlavní rysy YAMATO jsou:

  1. pokročilý popis kvality, atributu, vlastnosti a množství,
  2. ontologie reprezentace,
  3. pokročilý popis procesů a událostí,
  4. využití teorie rolí .

YAMATO bylo široce používáno pro vývoj dalších, více aplikovaných, ontologií, jako je lékařská ontologie, ontologie genu, ontologie teorií učení/instruktáže, ontologie vědy o udržitelnosti a ontologie kulturní domény.

Nástroje horní/základní ontologie

POČÁTEK

ONSET, nástroj pro výběr a vysvětlení foundational ontologie, pomáhá vývojáři ontologie domény při výběru nejvhodnější foundational ontologie. Vývojář ontologie domény poskytuje požadavky/odpovědi na jednu nebo více otázek a ONSET vypočítá výběr příslušné foundational ontologie a vysvětlí proč. Aktuální verze (v2 ze dne 24. dubna 2013) obsahuje DOLCE, BFO, GFO, SUMO, YAMATO a gist.

ROMULUS

ROMULUS je základním úložištěm ontologie zaměřeným na zlepšení sémantické interoperability. V současné době existují v úložišti tři základní ontologie: DOLCE, BFO a GFO. Mezi vlastnosti ROMULUS patří:

  1. Poskytuje pohled na základní úrovně ontologií s nejobecnějšími pojmy společnými všem implementovaným základním ontologiím.
  2. Základní ontologie v ROMULUS jsou modularizovány.
  3. Byla provedena mediace foundational ontologie. To zahrnuje zarovnání, mapování, sloučení, metadata s možností vyhledávání a metodu zaměnitelnosti pro základní ontologie.
  4. ROMULUS poskytuje podrobné taxonomie každé základní ontologie, což umožňuje snadné procházení základních ontologií.
  5. ROMULUS vám umožňuje stáhnout si každý foundational ontologický modul, včetně integrovaných foundational ontologií.
  6. K dispozici jsou prohledávatelná metadata každé základní ontologie.
  7. K dispozici je srovnání zahrnutých základních ontologií.


Slovník senzorů M3 IoT (Upper Ontology for IoT)

M3 (Machine-to-Machine Measurement) navrhl vzor pro klasifikaci senzorů pro energetickou doménu: pro každý senzor poskytujeme vyrobená měření a související jednotku; zabýváme se také synonymy. Kromě toho jsme pro každý senzor odkazovali na zdroj znalostí, který jej používá (např. Na minulé projekty odkazované v rámci katalogu projektů IoT založených na ontologii (viz katalog ontologie LOV4IoT) a mechanismy uvažování k interpretaci dat energetických senzorů (viz projekt SLOR pro objevování pravidel) . M3 je sladěn s mnoha ontologiemi, jako jsou W3C SSN, SAREF, DC, MUO, QUDT, UCUM atd.

Zdroj: Standardizace generických aplikací mezi doménami v Internetu věcí [Gyrard et al., Globecom Standard Workshop 2014] Zdroj: Obohaťte data mezi stroji o sémantické webové technologie pro aplikace napříč doménami [Gyrard et al., WF-IoT 2014] Demonstrátor: http://sensormeasurement.appspot.com/?p=m3

Viz také

externí odkazy

Reference