Ontología (ciencias de la computación)

La ontología en informática ( novolat.  ontología de otro griego. ὤν gen . n.  ὄντος  - existente, lo que existe y λόγος - enseñanza, ciencia) es un intento de formalizar de manera  integral y detallada un determinado campo de conocimiento utilizando un esquema conceptual . Por lo general, dicho esquema consta de una estructura de datos que contiene todas las clases de objetos relevantes , sus relaciones y las reglas ( teoremas , restricciones) aceptadas en el campo. Este término en informática se deriva del antiguo concepto filosófico de " ontología ".

Las ontologías se utilizan en el proceso de programación como una forma de representación del conocimiento sobre el mundo real o su parte. Las principales áreas de aplicación son el modelado de procesos de negocio , la Web Semántica y la inteligencia artificial . 

Diferencias con el concepto filosófico de ontología

Aunque el término "ontología" fue originalmente filosófico, en informática ha adquirido un significado independiente. Hay dos diferencias significativas aquí:

• Una ontología en informática debe estar en un formato que una computadora pueda procesar fácilmente;
• Las ontologías de información siempre se crean con objetivos específicos: resolver problemas de diseño; se juzgan más en términos de aplicabilidad que de integridad .

Elementos ontológicos

Las ontologías modernas se construyen en su mayor parte de la misma manera, independientemente del lenguaje de escritura. Por lo general, consisten en instancias , conceptos , atributos y relaciones .

Instancias

Instancias ( instancias en inglés  ) o individuos ( individuos en inglés ) son objetos, los principales componentes de nivel inferior de la ontología; Pueden ser tanto objetos físicos (personas, casas, planetas) como abstractos (números, palabras). Estrictamente hablando, la ontología puede prescindir de objetos específicos, sin embargo, uno de los principales objetivos de la ontología es la clasificación de dichos objetos, por lo que también se incluyen.  

Conceptos

Los conceptos ( concepts en inglés  ) o clases ( classes en inglés ) son grupos abstractos, colecciones o conjuntos de objetos. Pueden incluir instancias, otras clases o combinaciones de ambas. Ejemplo:  

• El concepto de "pueblo", el concepto anidado de "persona". Lo que es un "hombre", un concepto anidado o una instancia (individuo), depende de la ontología.
• El concepto de "individuos", una instancia de "individuo".

Las clases de ontología conforman una taxonomía  , una jerarquía de conceptos con respecto a la anidación [1] .

Atributos

Los objetos en una ontología pueden tener atributos . Cada atributo tiene al menos un nombre y un valor y se utiliza para almacenar información específica y asociada con un objeto. Por ejemplo, el objeto Car-Model-A tiene atributos como:

• Nombre : Coche-modelo-A
• Número de puertas : 4
• Motor : {4.0L, 4.6L}
• Caja de cambios : 6 velocidades

Un valor de atributo puede ser un tipo de datos complejo . En este ejemplo, el valor de un atributo llamado Motor es una lista de valores de tipos de datos simples.

Relaciones

Un papel importante de los atributos es definir relaciones (dependencias) entre objetos de ontología. Normalmente, una relación es un atributo cuyo valor es otro objeto.

Supongamos que hay dos objetos en la ontología del automóvil: automóvil Model-A car y Model-B car . Sea Model-Car-B el modelo sucesor de Model-A , entonces la relación entre Model-Car-A y Model-Car-B se define como el atributo "isSuccessorOf" con el valor " Model-Car-A " para el Modelo- Coche objeto (cabe señalar que existen relaciones de herencia predefinidas en los lenguajes de descripción de ontologías).

Ontologías especializadas y generales

Las ontologías especializadas ( orientadas a materias ) son una representación de algún área del conocimiento o parte del mundo real. Tal ontología contiene significados especiales de términos para esta área. Por ejemplo, la palabra " campo " en agricultura significa un pedazo de tierra , en física  , uno de los tipos de materia , en matemáticas  , una clase de sistemas algebraicos .

Las ontologías generales se utilizan para representar conceptos que son comunes a un gran número de campos. Estas ontologías contienen un conjunto básico de términos, un glosario o un diccionario de sinónimos , que se utiliza para describir términos de dominio.

Si se desarrolla un sistema que utiliza ontologías especializadas, es posible que se requiera su integración . Una subtarea de la fusión de ontologías es la tarea de mapeo de ontologías . Y para un ingeniero de ontología, esta es una tarea seria. Las ontologías de incluso dominios cercanos pueden ser incompatibles entre sí. La diferencia puede aparecer debido a las peculiaridades de la cultura local, la ideología o debido al uso de un lenguaje de descripción diferente . Las ontologías se fusionan tanto de forma manual como semiautomática. En general, este es un proceso laborioso, lento y costoso. El uso de una ontología básica  , un glosario único, simplifica un poco este trabajo.

Lenguajes de descripción de ontologías

Un lenguaje de descripción de ontologías  es un lenguaje formal utilizado para codificar una ontología. Hay varios idiomas similares ( la lista está incompleta ):

• OWL  - Web Ontology Language, estándar W3C , lenguaje para aserciones semánticas, desarrollado como una extensión de RDF y RDFS ;
• KIF( ing.  Formato  de intercambio de conocimiento - formato de intercambio de conocimiento) - basado en la sintaxis de expresiones S para lógica ;
• Lógica común (CL) — sucesor de KIF (normalizado — ISO/IEC 24707:2007).
• CicloL es un lenguaje ontológico utilizado por el proyecto Cyc . Basado en cálculo de predicados con algunas extensiones de orden superior.
• DAML+ACEITE( FIPA )

Existen varios tipos de tecnologías para trabajar con lenguajes de ontologías: editores de ontologías (para crear ontologías), DBMS de ontologías (para almacenar y acceder a una ontología) y repositorios de ontologías (para trabajar con varias ontologías).

Véase también

• Ontología superior
• Base de conocimientos
• Taxonomía
• Glosario
• Extracción de información
• Ontologías biomédicas abiertas
• Editores de ontologías

Notas

1. ↑ Dobrov et al., 2009 .

Literatura

• Lapshin VA Ontologías en sistemas informáticos. - M.: Mundo científico, 2010.
• Dobrov B.V., Ivanov V.V., Lukashevich N.V., Solovyov V.D. Ontologías y Tesauros: Modelos, Herramientas, Aplicaciones . - M. : Binom. Laboratorio del Conocimiento, 2009. - 173 p. - ISBN 978-5-9963-0007-5 .

Enlaces

• Uso de ontologías en sistemas de gestión del conocimiento Archivado el 23 de febrero de 2008 en Wayback Machine .
• Descripción general de las herramientas de ingeniería de ontología (para 2004)
• Editor de ontología de lenguaje natural Archivado el 4 de septiembre de 2014 en Wayback Machine  : una descripción general del Editor fluido que trabaja con inglés controlado y OWL . También se mencionan los editores de ontologías Protégé y TopBraid Composer .
• Pautas para crear tu primera ontología