Creare un ontologia per una base di conoscenza

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1 Creare un ontologia per una base di conoscenza 1 S T E F A N O D E L U C A

2 Creazione di un ontologia 2 La creazione di un ontologia è operazione complessa; è spesso il frutto di un elaborazione tra più esperti di dominio e gli ontologi (una nuova figura professionale, a cavallo di informatica, matematica, filosofia) Talvolta l ontologo ha conoscenza, almeno intuitiva, di quanto va modellato, ma non è sempre così semplice

3 Definire gli obiettivi La prima domanda a cui rispondere è: a cosa serve questa ontologia? Se lo scopo è solo classificatorio, allora basterà una tassonomia Se si voglio registrare i dati in un formato elastico, basterà una semplice ontologia con poca logica Se si vuole consentire ad applicazioni complesse di usare l ontologia, sarà necessaria l introduzione di DL e/o SWRL 3

4 Gli strumenti Va considerato lo strumento che si intede usare per mantenere le ontologie La potenza espressiva dei reasoner è molto ampia, es. Pellet (molto potente, include SWRL), opera solo in memoria Oracle OWL, molto veloce, permette inferenze RDFS e un sott insieme di OWL detto OWLPRIME; opera su database anche di grandi dimensioni; non ha SWRL 4 ma permette regole simili ; si integra con il motore GIS; può far calcolare la Tbox a Pellet Franz AllegroGraph, permette reasoning RDFS e OWL Lite, ma aggiunge operatori GIS e temporali; non ha SWRL, ma ha regole simili ; lavora su un database proprietario Altri: cfr. Se abbiamo quindi bisogno di database di grandi dimensioni, saremo forzati ad usare motori come Oracle OWL o AllegroGraph ma non avremo la potenza di Pellet; se abbiamo bisogno della piena potenza di OWL e SWRL, saremo forzati a lavorare su un piccolo numero di triple

5 Elementi di un ontologia Gli elementi da definire sono quelli formali Classi (concetti) Primitivi Definiti (classi equivalenti) Relazioni (proprietà) Object properties Data properties Ruoli Individui esemplari Regole SWRL 5

6 Creare un ontologia: comprensione La prima fase della creazione di un ontologia è quella della comprensione È utile farsi descrivere dagli esperti di dominio i concetti salienti e come sono collegati tramite frasi in linguaggio naturale, ad es.: Esistono molti tipi di libri economici; i più venduti sono i gialli e i 6 romanzi di fantascienza, che spesso vengono letti dagli stessi lettori Per la fantascienza, esistono molti premi internazionali, come ad es. il premio Hugo, il premio Nebula, il Philip K. Dick Award Gli autori di fantascienza spesso scrivono libri di fantasy, come ad es. Ursula Le Guin Queste frasi saranno utilizzate per la creazione dell ontologia formale, e per la sua verifica

7 Enumerare gli elementi A partire dalle frasi e dalle interviste, elencare tutti gli elementi da riportare nell ontologia In questa fase, non è necessario né opportuno differenziare tra concetti, relazioni, ruoli, individui 7

8 Differenziare i ruoli dalle relazioni A partire dall elenco precedente, distinguere tra ruoli e relazioni I concetti dovrebbero avere vita propria, non legati ad altro: una Persona è sempre una persona, indipendentemente dal resto dell ontologia I ruoli sono tali sulla base di un legame: una Madre è tale in presenza di un figlio/a: Mother := (Woman and ( mother some Person)) 8

9 Individui Tipicamente nelle ontologie alcuni individui sono particolarmente utili Ad es. in un ontologia che tratta di social network, potremmo avere come individui: Facebook, Linkedin, Myspaces, Flickr Quando una classe ha un numero di istanze limitato, può essere opportuno definire gli elementi come individui In alcuni casi è difficile distinguere tra individui e classi, es. Ursula K. Le Guin ha vinto il premio Nebula nel 1970 per il libro The Left Hand of Darkness 9

10 Creare la gerarchia Una volta definite le classi, iniziare a comporre le relazioni tra esse Inizialmente, creare una tassonomia (struttura ad albero) Creare quindi le altre connessioni (struttura a grafo) A questo punto, definire quando le classi sono disgiunte (disjoint) e quando complete 10 Esaminare quindi se alcuni concetti sono esprimibili come individui

11 Proprietà Per tutte le classi, definire le proprietà, divise in intrinseche, estrinseche e part-of Proprietà intrinseche, ovvero specifiche alla natura della classe Es. per una Person, has-name Proprietà estrinseche, ovvero legate ad altri classi, e possono cambiare nel tempo 11 Es. per una Person, ismarriedto, studiesin Elencare le proprietà di tipo part-of Es. una Person è part-of di un gruppo, un braccio è part-of di una Person Per le proprietà, vedere se è possibile raggruparle sotto una super-proprietà Ad es. conoscere è super di frequentare essere fidanzati, giocare a tennis

12 Restrizioni Per completare l ontologia, indicare le restrizioni Restrizioni di tipo (domain e range) Restrizioni di cardinalità 12 Verificare quindi se alcuni concetti espressi come primitivi possono essere espressi come derivati Ad es. il concetto di Madre Il concetto di Professore, può essere derivato da insegna

13 Check Ultimo passo, rivedere le frasi iniziali con l ontologia alla mano, e verificare se sono tutte esprimibili 13 Provare a scrivere delle ricerche in SPARQL e verificare con l ontologia se sono tutte percorribili (il grafo è cercabile)