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

Web y Base de Datos Agenda Introducción a Ontologías Presentación de DAML-ONT Otros lenguajes Trabajos futuros Crítica

Web y Base de Datos Introducción Definiciones En filosofía: Teoría Ontológica “Estudio de lo que existe en el mundo” Gruber[1993] “Una ontología es una especificación explícita deuna 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 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 Introducción Tipos de Ontologías Ontología Genérica Ontología de Dominio Ontología de Tarea Ontología de Aplicación Usabilidad + - Reusabilidad + -

Web y Base de Datos 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 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

Web y Base de Datos Catálogo Nivel mas bajo de definición Se asocia a cada concepto un id. Thesaurus Definición del concepto Cada concepto tiene un significado Animal Esta clase representa a todos las especies pertenecientes al Reino Animal. DAML-ONT

Web y Base de Datos 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 : El concepto ‘Masculino’ es una subclase del concepto ‘Animal’ DAML-ONT

Web y Base de Datos Relaciones, Propiedades y Restricciones entre conceptos (2) Al definir el concepto ‘Femenino’ con el tag ‘disjointFrom’, se establece que nadie puede ser simultaneamente ‘Masculino’ y ‘Femenino’ Restricción de valor. El ‘Hermano’ de una ‘Persona’ es también una ‘Persona’ DAML-ONT

Web y Base de Datos Relaciones, Propiedades y Restricciones entre conceptos (3) 2 ‘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. Relación inversa. Si A son padres de B, entonces B es hijo de A. DAML-ONT

Web y Base de Datos 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.

Web y Base de Datos DAML-ONT Semántica Axiomática DAML - ONT Teoría lógica expresada en cálculo de predicados de primer orden (lógicamente equivalente) (traducción)

Web y Base de Datos 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

Web y Base de Datos 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

Web y Base de Datos 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

Web y Base de Datos 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

Web y Base de Datos 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

Web y Base de Datos 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

Web y Base de Datos DAML-ONT Ejemplo de Traducción e Interfase DAML-ONT (clase “Persona”, persona “Chengue”) <Persona ID=“Chengue”

Web y Base de Datos 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)

Web y Base de Datos 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

Web y Base de Datos 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

Web y Base de Datos 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

Web y Base de Datos 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,.....

Web y Base de Datos Otros Lenguajes Comparación (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 - - ConceptosPropiedades <subProperty.. <subslot-of.. ?????? + + +

Web y Base de Datos 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  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)

Web y Base de Datos 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