Creare ontologie ONTOLOGIE, DESCRIPTION LOGIC, PROTÉGÉ STEFANO DE LUCA

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1 Creare ontologie ONTOLOGIE, DESCRIPTION LOGIC, PROTÉGÉ STEFANO DE LUCA

2 Punto di partenza: materia per ragionare Gli agenti intelligenti possono usare tecniche deduttive per raggiungere il goal Per fare questo, si tratterà di esprimere in modo formale tutti gli aspetti relativi al comportamento dell agente: Stato iniziale Goal Informazioni sul mondo (environment) Eventualmente, informazioni sull agente stesso: sensori, attuatori

3 Knowledge base Essenziale definire una base di conoscenza, o knowledge base (KB) Nella KB ci sono espressioni che rapprentano il mondo, e le regole che li governano Ci sono quindi aspetti strutturali (le regole) e fatti Un motore inferenziale usa entrambi per dedurre altri fatti

4 Operazioni Le operazioni fondamentali sono Assert e Query (tell/ask) Assert inserisce nuovi fatti/regole nella KB Query usa il motore di inferenza per ottenre risposte ASSERT QUERY

5 Gli agenti e la KB Usando la KB,,gli agenti debbono essere in grado di: Rappresentare stati e azioni, Incorporare nuove percezioni Aggiornare la rappresentazione interna del mondo Dedurre proprietà nascoste del mondo Dedurre (decidere) le azioni appropriate

6 KB e semantic web La KB del semantic web, utile anche per gli agenti, è l ontologial L ontologia permette di descrivere formalmente tutti i fatti e di poterne derivare inferenze tramite sistemi logici di diversa potenza: Description Logic Sistemi a regole (SWRL, Prolog ) Vantaggi: è standard W3C in evoluzione Svantaggi La logica usata non è particolarmente potente

7 Description Logic La Description Logic (DL) è un sottinsieme della logica del primordine (FOL First Order Logic) Consente di esprimere fatti e relazioni sugli individui (istanze) Si possono esprimere proprietà sugli individui e sulel classi come: Un individuo fa parte di una certa classe Una classe è sotto-classe di un altra classe Un individuo ha almeno una proprietà di un certo tipo Un individuo ha tutte le proprietà di un certo tipo Un individuo ha una proprietà con un certo valore

8 Ontologie Le ontologie sono composte dalle parti: Classi (o concetti): esprimono una famiglia di individui accumunati da certe proprietà Individui, o istanze, che appartengono a una o più classi Struttura gerarchica (sussunzione) tra classi Relazioni tra oggetti (o proprietà) Assiomi, ovvero restrizioni sulle classi

9 Gli standard Gli standard per le ontologie sono molteplici: RDF (Resource Description Framework ) è lo standard base di espressione delle ontologie; permette di rappresentare triple RDFS (RDF Schema) permette di stabilire proprietà tra classi (sussunzione) OWL (Web Ontology Language) è il nuovo standard per le ontologie, più potente SPARQL per le interrogazioni (vagamente analogo a SQL per i dati) RIF/SWRL per regole vere e proprie

10 Architettura SW e standard

11 OWL Oggi ci concentreremo su OWL Rif. Winnie the Pooh OWL esiste in tre forme OWL Lite molto simile a RDF, per tassonomie, bassa capacità di inferenze OWL DL introduce la Description Logic, può òfare inferenze sugli individui d di cui si garantisce la terminazione OWL Full permette di fare inferenze con tipi i del secondordine di (in cui le classi sono oggetto delle relazioni); massima potenza, ma non si garantisce la terminazione

12 TBOX Terminological Box corrisponde alla parte strutturale: le classi, le proprietà. ABOX: Assertional Box corrisponde ai dati della knowledge base, ovvero gli individui

13 Esempi di espressioni DL / TBOX

14 Esempi di espressioni DL / ABOX

15 Esempi pratici Per manipolare e interrogare le ontologie esistono molti strumenti Il più diffuso è Protégé, della Stanford University Molto buono anche SWOOP, della Maryland University it Entrambi Open Source e Free

16 >>> Esempio pratico usando Protégé

17 Creazione di un ontologia Definire i concetti Definire la relazione di sussunzione (subclassof) tra concetti Definire le relazioni tra concetti Definire gli assiomi Introdurre degli individui Provare qualche deduzione DL Memorizzare queste deduzioni d i in classi equivalenti i Attenzione alle incoerenze!!!

18 Esercizio Definire un ontologia con Protégé che rappresenti le relazioni universitarie Studenti, professori Corsi, esami Vincoli per fare un corso, per fare un esame Dedurre lo stato di studenti (ad es. l appartenenza ai laureandi) usando la DL Usare la DL per dedurre l appartenenza di uno studente ad una facoltà Etc.

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