Modelli di progettazione ontologica per la complessità. Il caso dei beni culturali Aldo Gangemi

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1 Modelli di progettazione ontologica per la complessità. Il caso dei beni culturali Aldo Gangemi Laboratorio di Ontologia Applicata Istituto di Scienze e Tecnologie della Cognizione, C.N.R. Roma/Trento a.gangemi@istc.cnr.it

2 Bottleneck effects nella realizzazione del SW? Minerva, Roma, 6 Luglio

3 I metodi attuali per la creazione di ontologie e documenti indicizzati Estrazione di pattern mediante machine learning o NLP e successiva indicizzazione di documenti (pull) Generazione di documenti indicizzati attraverso pattern preconfigurati da Web Services (push) Reingegnerizzazione di metadati e strumenti di indicizzazione (pull) Standard di dominio (push) Emergenza da comunità d interesse (pull/push) Minerva, Roma, 6 Luglio

4 In ogni caso In ogni caso occorrono - a priori o a posteriori: Selezione (quali ontologie sopravvivono?) Qualità (esistono criteri di costruzione di ontologie?) Modularità (è possibile creare una metodologia di progettazione di architetture ontologiche?) Riusabilità (è possibile definire componenti ontologici riusabili?) Minerva, Roma, 6 Luglio

5 Una metodologia complementare: modelli di progettazione ontologica Design pattern:, esempi di risoluzione di problemi generati da analisi dei requisiti In architettura (Alexander): modelli di progettazione da buoni esempi Nel software engineering (Gamma et al.): componenti software sperimentati In ingegneria ontologia? Ontology design pattern: modelli concettuali, esempi di risoluzione di problemi generati da analisi dei requisiti ODP logici: soluzioni a partire da vincoli logici ODP concettuali: frammenti di ontologie, ricchi di relazioni e costruiti per soddisfare le necessità degli esperti/utenti di un dominio Minerva, Roma, 6 Luglio

6 Progetti correlati FP5 Project WonderWeb: Ontology Infrastructure for the Semantic Web: Languages, tools, foundational ontologies, reengineering methods W3C Semantic Web Best Practices and Deployment Working Group: Ontology engineering design patterns, metadata reengineering FP6 Project Metokis: Methodology and Tool Infrastructure for the Creation of Knowledge Units: Ontological engineering for task description and content description (workflows, content analysis and filtering, etc.). Leveraging also on FP5 projects Cultos and Inkass Minerva, Roma, 6 Luglio

7 Modularità: Stratificazione dei moduli Foundational ontology (domain-independent) {Object, Process, Part, Time, Location, Representation, Plan, } Inherits from Core ontology (specific domain-independent) {Work of art, Painting technique, Author, Artistic period, Plastic art, Interpretation, } Inherits from Domain ontology {Sculpture,Restoration, Mythical being, Caryatid, Doric order, Armilla, Fresco, } Minerva, Roma, 6 Luglio

8 Stratificazione in pratica: un esempio dal progetto Fishery Ontology Service Fishery domain ontologies roof and floors OntoWordNet fragments posts Fishery core ontology walls The toyhouse DOLCE foundational ontology ground Minerva, Roma, 6 Luglio

9 Criteri di costruzione: Sfingi Minerva, Roma, 6 Luglio

10 Quante (e quali) sfingi? class individual word lexicalizes metaphorical blending Greek mythical creature instance-of Sphinx lexicalizes lexicalizes sphinx lexicalizes English expressed_ according_to lexicalizes sphinx instance-of subclass-of statue Aegyptian mythical creature sphinx sphinx *refers_to represented_by instance-of Oedipus and the Sphinx instance-of interpersonal role symbolic figure refers_to metaphorical blending pharaoh The Sphinx plays_role lexicalizes represents plays_role stoney object to be restored instance-of Sphinx monument Minerva, Roma, * in naïve 6 Luglio iconography

11 Quali modelli di progettazione ho usato? Classe Individuo, istanza_di(individuo, classe) Parola Entità, lessicalizza(parola, entità) Oggetto informativo Individuo, rappresenta(oggetto informativo, individuo) Oggetto informativo Concettualizzazione, rimanda_a(oggetto informativo, concettualizzazione) Oggetto Ruolo, gioca(oggetto, ruolo) Individuo^spazio1 Individuo^spazio2, fusione_metaforica(individuo^spazio1, individuo^spazio1)!!! Informalmente parlando in realtà rappresentati in linguaggi logici computabili (KIF, OWL(DL), RDF) Minerva, Roma, 6 Luglio

12 Cosa ci faccio? Ex: query su dati semistrutturati (ex. documenti in un Semantic Web) «tell me what works of art from ancient Egypt are related to European works of art that also involve Greek mythology in a same cultural unit» (retrieve (?x1?x2) (exists (?y?z?k) (and (creation_3?x1) (creation_3?x2) (non-physical-object?y) (or (and (represents?x1?y) (origin?y Classical_Greece)) (exists?w (and (non-physical-object?w) (represents?x1?w) (refers-to?w?y) (origin?w Classical_Greece)))) (or (and (represents?x2?y) (origin?y Classical_Greece)) (exists?w1 (and (non-physical-object?w1) (represents?x2?w1) (refers-to?w1?y) (origin?w1 Classical_Greece)))) (origin?x1 EGYPTIAN_EMPIRE$EGYPT) (origin?x2 EUROPE)))) Minerva, Roma, 6 Luglio

13 Altri modelli Oggetto informativo Oggetto fisico, realizzato_da(oggetto informativo, oggetto fisico) Oggetto informativo Dati concreti, codificato_da(oggetto informativo, dati concreti) Oggetto fisico Dati concreti, digitalizzato_da(oggetto fisico, dati concreti) Regolamento situazione, soddisfatto_da(regolamento, situazione) sse: tutti o alcuni dei ruoli, compiti, parametri, etc. definiti nel regolamento hanno una corrispondenza nella situazione Minerva, Roma, 6 Luglio

14 Un modello di progettazione per oggetti informativi e simboli computabili Minerva, Roma, 6 Luglio

15 Il modello di progettazione D&S Questo design pattern può essere usato per rappresentare anche interpretazioni alternative di uno stesso oggetto informativo Minerva, Roma, 6 Luglio

16 Altri enigmi per le ontologie relative ai beni culturali Artefatti object-oriented e process-oriented, ex. scultura vs. musica Periodi artistici: intervalli di tempo, eventi, o descrizioni di stili? Autenticità: valutazione basata su criteri locali Interpretazione: entità rappresentate vs. figure simboliche, allusioni, rimandi intertestuali significato implicito ed esplicito, della critica e del pubblico Metaphorical blending Minerva, Roma, 6 Luglio

17 Riutilizzare l esistente! Magazzini culturali Reingegnerizzazione di legacy design patterns Tassonomie e campioni materiali Elicitazione dei modelli di razionalità degli esperti e degli utenti reali Minerva, Roma, 6 Luglio