Ontologia (ciência da computação)

Em ciência da computação e ciência da informação , uma ontologia é o conjunto estruturado de termos e conceitos que representam o significado de um campo de informação, seja por meio dos metadados de um namespace ou dos elementos de uma área do conhecimento. A própria ontologia constitui um modelo de dados representativo de um conjunto de conceitos em um domínio , bem como das relações entre esses conceitos. É usado para raciocinar sobre os objetos do domínio em questão. Mais simplesmente, também podemos dizer que “a ontologia está para os dados o que a gramática está para a linguagem”.

O termo é usado por analogia com o conceito filosófico , de ontologia (de onto- , tirado do grego ὤν , ὄντος "ser", particípio presente do verbo εἰμί "ser") que é o estudo de ser como ' ser , isto é, o estudo das propriedades gerais do que existe.

Os conceitos são organizados em um gráfico cujas relações podem ser:

O objetivo principal de uma ontologia é modelar um corpo de conhecimento em um determinado domínio, que pode ser real ou imaginário.

Ontologias são usadas em inteligência artificial , a web semântica , engenharia de software , informática biomédica ou até mesmo arquitetura de informação como uma forma de representação de conhecimento sobre um mundo ou um determinado mundo. Parte deste mundo. As ontologias geralmente descrevem:

Princípio

Segundo Gruber, “a ontologia é uma especificação explícita de uma conceituação”, ou seja, que permite especificar em uma linguagem formal os conceitos de um domínio e suas relações.

Abordagem abstrata

A etimologia refere-se à "teoria da existência", ou seja, a teoria que tenta explicar os conceitos que existem no mundo e como esses conceitos se encaixam e se organizam para dar sentido. Ao contrário dos humanos , o conhecimento para um sistema de computador é limitado ao conhecimento que ele pode representar.

Em humanos, o conhecimento representável (ou seja, o universo do discurso ) é complementado por conhecimento não expressável ( sensações , percepções , sentimentos não verbalizáveis, conhecimento inconsciente , conhecimento tácito, etc.). No entanto, esses elementos não representáveis ​​participam dos processos de raciocínio e de tomada de decisão , que são processos cognitivos na gestão do conhecimento . Os desempenhos cognitivos de um agente de TI estarão, portanto, baseados em parte no campo das representações a que ele terá acesso, ou seja, concretamente no campo das representações que terá sido formalizado.

Ontologias de computador são ferramentas que permitem precisamente que um corpo de conhecimento seja representado de uma forma que pode ser usada por um computador .

Uma das definições oficiais de ontologia é a de Gruber:

“Uma ontologia é a especificação de uma conceituação. [...] Uma conceituação é uma visão abstrata e simplificada do mundo que queremos representar. "

Esta definição é baseada em duas dimensões:

É uma base para formalizar o conhecimento. Ele está situado em um certo nível de abstração e em um contexto particular. É também a representação de uma conceituação compartilhada e consensual, em um determinado campo e em direção a um objetivo comum. Ele classifica as relações entre os conceitos em categorias.

Avaliação

Segundo Gruber, cinco critérios permitem destacar aspectos importantes de uma ontologia:

Abordagem operacional

Junto com esta definição bastante teórica do que uma ontologia representa, outra definição mais operacional pode ser formulada da seguinte forma:

“Uma ontologia é uma rede semântica que agrupa um conjunto de conceitos que descreve completamente um domínio. Esses conceitos estão ligados entre si por relações taxonômicas (hierarquização de conceitos), por um lado, e semânticas, por outro. "

Essa definição torna possível escrever linguagens destinadas a implementar ontologias. Para construir uma ontologia, temos pelo menos três dessas noções:

  1. determinação de agentes passivos ou ativos;
  2. suas condições funcionais e contextuais;
  3. suas possíveis transformações em direção a objetivos limitados.

Para modelar uma ontologia, usaremos estas ferramentas:

  1. refinar vocabulários e conceitos adjacentes;
  2. dividir em categorias e outros tópicos;
  3. pregar para conhecer as transformações adjacentes e orientar-se para os objetivos internos;
  4. relativizar para abarcar conceitos;
  5. similarizar para reduzir a bases totalmente distintas;
  6. instanciar para reproduzir todo um "ramo" para outra ontologia.

Tipos

Identificamos três tipos de ontologias de acordo com um nível decrescente de abstração.

Conveniente

Exemplos

Por exemplo, para descrever os conceitos envolvidos no design de cartões eletrônicos, poderíamos definir a seguinte ontologia (simplificada aqui):

línguas

A linguagem de especificação é o elemento central no qual a ontologia se baseia.

A maioria dessas linguagens é baseada ou próxima da lógica de primeira ordem e, portanto, representa o conhecimento na forma de uma afirmação (sujeito, predicado, objeto). Essas linguagens são normalmente projetadas para abstrair de estruturas de dados e focar na semântica. Entre os formalismos mais usados ​​baseados na lógica de predicados, encontramos linguagens como N3 ou N-triplo . Também podemos evocar a linguagem DEF- * .

Além disso, como parte de seu trabalho na Web Semântica , em 2002 o W3C montou um grupo de trabalho dedicado ao desenvolvimento de linguagens padrão para modelar ontologias que podem ser usadas e trocadas na Web . Inspirado em linguagens anteriores como DAML + OIL e nos fundamentos teóricos da lógica de descrição , este grupo publicou em 2004 uma recomendação definindo a linguagem OWL ( Web Ontology Language ), baseada no padrão RDF e especificando uma sintaxe XML. Mais expressivo do que seu predecessor RDFS , OWL rapidamente assumiu um lugar de destaque no panorama da ontologia e agora é, de fato, o padrão mais amplamente usado.

Embora desenvolvido para a representação de vocabulários controlados e estruturados (tesauros), o SKOS pode ser usado para construir e gerenciar ontologias leves multilíngues.

Ferramentas

Os seguintes editores de ontologia são gratuitos e podem ser baixados:

Com o surgimento do mercado de tecnologias da Web Semântica, podemos notar o surgimento desde 2005 de ferramentas de software oferecidas por editoras comerciais. Podemos citar:

Por outro lado, existem ferramentas computacionais que permitem construir uma ontologia a partir de um corpus de textos. Essas ferramentas examinam o texto em busca de termos recorrentes ou definidos pelo usuário e, em seguida, analisam a maneira como esses termos estão relacionados no texto (por gramática e pelos conceitos que abrangem e que podem ser definidos por definição. léxico fornecido pelo usuário). O resultado é uma ontologia que representa o conhecimento global que o corpus do texto contém no domínio da aplicação que cobre. O exemplo mais importante é o projeto WordNet (ver links).

Abordagem normativa

Na Europa , a norma atualmente objeto de particular atenção é aquela que permite, em particular, a descrição de ontologias sobre patrimônio cultural imaterial ( bibliotecas , museus e arquivos, etc.).

Suas referências exatas são ISO 21127  : “Ontologias necessárias para a descrição de dados relativos ao patrimônio cultural”.

Exemplos publicados

Notas e referências

Notas
  1. (in) "  Uma ontologia é uma especificação explícita de uma conceituação. [...] Uma conceituação é uma visão abstrata e simplificada do mundo que desejamos representar para algum propósito.  "
  2. Em inglês: "  Compromisso ontológico pode ser minimizado especificando a teoria mais fraca (permitindo a maioria dos modelos) e definindo apenas aqueles termos que são essenciais para a comunicação de conhecimento consistente com aquela teoria  " .
Referências
  1. Veja Class (matemática) , Class (ciência da computação) e Class (filosófico)  (en) , cada uma relevante, mas não idêntica à noção de "classe" aqui.
  2. (en) Thomas R. Gruber, em relação aos princípios para o projeto de ontologias usados para partilha de conhecimento na ontologia formal em Análise Conceitual e Representação do Conhecimento, Kluwer Academic Publishers, 1993, [ lido online ] [PDF] .
  3. Tom Gruber, artigo "Ontology" na Encyclopedia of Database Systems , Springer-Verlag, 2009, [ leia online ]
  4. Henri Briand, Fabien Gandon e Fabien Picarougne, Workshop “modelagem Conhecimento”, Extracção de Conhecimento e Gestão conferência, 8 th francófonos Dias, Sophia Antipolis, 29 de janeiro, 2008.
  5. (em) "  IDEAS Group  " , site oficial (acessado em 6 de outubro de 2018 )

Veja também

Artigos relacionados

Bibliografia

links externos