4 Modello dati, Ontologie e basi di conoscenza. 4.1 Uso del programma Protégé 3.0 -

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1 4 Modello dati, Ontologie e basi di conoscenza 4.1 Uso del programma Protégé Protégé è un programma in JAVA sviluppato dalla Università di Stanford per creare Ontologie ( Ontologies ). Il programma può essere scaricato liberamente dal sito (l ultima versione è la 3.0, cha ha per I nostri scopi il vantaggio di passare più facilmente fra le diverse utilizzazioni cioè dalla creazione del modello alla sua popolazione). Secondo i concetti illustrati dalla Università di Stanford: una Ontologia definisce un vocabolario comune per ricercatori che hanno necessità di condividere informazioni in un certo dominio. Condividere una comune interpretazione della struttura delle informazioni fra persone o agenti software è uno degli obiettivi comuni nello sviluppo di ontologie nella guida della Università di Stanford: una Ontologia è una formale esplicita descrizione di concetti in un dominio del discorso (classi, talvolta chiamate concetti), proprietà di ogni concetto, che descrive i vari aspetti ed attributi del concetto ( slots, talvolta chiamati ruoli o propriertà) e restrizioni sugli slots ( facets, talvolta chiamati restrizioni dei ruoli). Una ontologia insieme ad una insieme di specifiche instanze di classi costituisce una base di conoscenza ( knowledge base ). In realtà c è una linea molto sottile fra la fine di una ontologia e l inizio di una base di conoscenza. L applicazione Protégé crea tre file: - il file.pprj, che è il programma Protégé - il file.pont, che descrive il modello dati ( classes, slots e facets ) - il file.pins, che descrive le instanze instances. Secondo i concetti espressi nella guida della Università di Stanford un modello dati STEP può essere considerato una Ontologia e le sue instanziazioni le corrispondenti basi di conoscenza ( Knowledge bases ). Con questa visione il nostro lavoro sul modello dati per tutto il ciclo di vita del prodotto mobile può essere considerato come uno studio per la definizione di una Ontologia sul settore industriale del mobile, ed uno studio per la rappresentazione della base di conoscenza di ogni impresa con le instanziazioni della Ontologia definita. Questo studio ha come obiettivo la definizione di una Ontologia dei mobili, capace di permettere una facile condivisione delle informazioni fra i vari operatori del settore del mobile. Quest più moderna interpretazione della nostra attività di progetto puo aprire nuove prospettive con la possibilità di usare le più moderne tecnologie informatiche e non è solo un cambio di nome. Tutto il lavoro precedentemente fatto in ambiente STEP con i modelli dati in EXPRESS può essere facilmente trasferito in Protégé (le entità sono le classi, gli attributi sono gli slots ). Per l analisi di questa possibilità sono stati creati molti file Protégé, fra cui per ultimo l esempio completo (AP236exampleD2.5complete) con le necessarie correzioni alla attuale versione classe di conformità 1 dell AP236 modulare. Fra i primi files, disponibili sul sito web di SMART-fm e creati con la versione 1,7, ma apribili anche con la versione 3.0, citiamo: - Simple funstep (creato dal prof. Rivoira con la prima interpretazione da parte del gruppo di progetto funstep del sottoinsieme utilizzato di AP214 e l esempio dell ordine di mobili da parte del cliente John) - FunStepcompletoexample01 (con l esempio descritto nel documento Modello dati di catalogo.doc ) - funstepfedericoginerstep2 (con l esempio del catalogo Federico Giner datoci da AIDIMA). Per l analisi dell estensione del modello dati del protocollo AP236 tutte le entità dell attuale versione classe di conformità 1 del protocollo modulare AP236, come già detto con le necessarie correzionio, sono state

2 rappresentate come classi in Protégé con raggruppate come classi le entità di ciascun modulo. Tale Ontologia è stata popolata con gli stessi dati utilizzati per popolare il file ACCESS. Figura Modello dati in Protégé 3.0

3 Figura Istanziazione del modello dati con l esempio utilizzato con ACCESS in Protégé 3.0 Si intuisce dalle precedenti figure come sia utile utizzare Protégé per verificare il modello con diversi esempi.

4 Altre facilità date da Protégé: Figura Creazione di forms per l introduzione dei dati a visualizzazione delle diverse istanze.

5 Con la popolazione della Ontologia con i dati dell esempio sono stati creati i seguenti file Protégé, che comprendono quindi l istanziazione completa dell esempio citato: - AP236example pprj (file di lancio del programma con l esempio inserito) - AP236example pont (file del modello dati) - AP236example pins (file delle istanze) Il file.pont contiene la rappresentazione del modello dati. La definizione della classe Product_class è rappresentata in questo modo: (defclass Product_class (is-a Product_class_arm) (role concrete) (single-slot idpc (type STRING) ;+ (cardinality 0 1) (create-accessor read-write)) (single-slot namepc (type STRING) ;+ (cardinality 0 1) (create-accessor read-write)) (single-slot descriptionpc (type STRING) ;+ (cardinality 0 1) (create-accessor read-write)) (single-slot level_typepc (type STRING) ;+ (cardinality 0 1) (create-accessor read-write)) (single-slot version_idpc (type STRING) ;+ (cardinality 0 1) (create-accessor read-write))) Il file.pins contiene le instanziazioni. Le instanze di product_class nell esempio sono rappresentate nel modo seguente: ([AP236entry_levelCCexampleD2.5_Instance_25] of Product_class (idpc "MisuraEmme") (level_typepc "azienda") (namepc "Tiziana e Giuseppe Mascheroni")) ([AP236entry_levelCCexampleD2.5_Instance_26] of Product_class (idpc "Atelier") (level_typepc "collection") (namepc "Atelier")) ([AP236entry_levelCCexampleD2.5_Instance_27] of Product_class (descriptionpc "Prodotti disegnati da Ignazio Gardella") (idpc "Elegie") (level_typepc "family")) ([AP236entry_levelCCexampleD2.5_Instance_28] of Product_class (idpc "IG1") (level_typepc "prodotti") (namepc "montante"))

6 ([AP236entry_levelCCexampleD2.5_Instance_29] of Product_class (idpc "IG2") (level_typepc "prodotti") (namepc "montante")) ([AP236entry_levelCCexampleD2.5_Instance_30] of Product_class (idpc "IG3") (level_typepc "prodotti") (namepc "ripiano")) ([AP236entry_levelCCexampleD2.5_Instance_31] of Product_class (idpc "IG8") (level_typepc "prodotti") (namepc "composizione IG8")) ([AP236entry_levelCCexampleD2.5_Instance_32] of Product_class (idpc "montanti") (level_typepc "serie") (namepc "Montanti")) ([AP236entry_levelCCexampleD2.5_Instance_33] of Product_class (idpc "ripiani") (level_typepc "serie") (namepc "Ripiani")) ([AP236entry_levelCCexampleD2.5_Instance_34] of Product_class (idpc "composizioni") (level_typepc "serie") (namepc "Composizioni")) Il modello ed i dati di instanziazione possono evidentemente essere importati ed esportati usando i precedenti file testo. E anche prevista in Protege una esportazione dei dati nei formati CLIPS, OWL e RDF schema. (vedere per tutte le istruzioni sull uso).

7 4.2 Protégé ed opzioni accessorie plug-ins. Futuri possibili sviluppi per SMARTfm - Ci sono differenti opzioni accessorie plug-ins per Protégé. Le prime analizzate sono state JESS e JADE. Essendo questo studio fatto all inizio del 2003 di queste opzioni ho solo la disponibilità con la versione 1.7 di Protégé. JESS JESS (Java Expert System shell) ( ) é uno strumento per scrivere regole scritto interamente nel linguaggio JAVA di Sun Microsystem's. Jess supporta lo sviluppo di sistemi esperti basati su regole e tali sistemi possono essere strettamente collegati dal codice scritto nel potente e portabile linguaggio JAVA. Utilizzando JessTab, una opzione per far operare Jess all interno di Protégé, si possono sviluppare programmi che gestiscono direttamente le basi di conoscenza Protégé, e si possono scrivere regole che agiscono sulle instanziazioni del modello dati.. E possibile usare JessTab come una estensione orientata agli oggetti di Jess definendo le classi di Protégé ed instanziandole. Un esempio dell uso di Jess e di Jesstab è il seguente, connesso al primo modello dati creato dal gruppo funstep usando un sottoinsieme del protocollo AP214. Un insieme di regole Jess è stato scritto (dal Politecnico di Torino) per avere una distinta parti derivata dalla instanziazione del modello dati di catalogo e dalle scelte del cliente John (vedere le figure seguenti). La prima figura rappresenta il modello dati implementato e instanziato in Protégé. La seconda figura rappresenta i risultati delle regole scritte in JESS con l utilizzazione di JessTab per estrarre la distinta parti dalla base dati, riempita con le istanze derivate dalla prima interpretazione da parte del gruppo funstep del sottoinsieme del protocollo AP214.

8 Figura Primo modello dati per i mobili in Protégé

9 Figura Distinta parti estratta usando JESS e JessTab dalla base di conoscenza in Protégé

10 JADE JADE (Java Agent DEvelopment framework) è un sistema software sviluppato in italia dai laboratori di Telecom ( ) implementato completamente in Java. tale sistema semplifica la implementazione di sistemi multiagente mediante un middle-ware che dice di essere compatibile con le specifiche FIPA (Foundation for Intelligent Physical Agents e mediante un insieme di strumenti che supportano le fasi di prova e collaudo e di distribuzione. La piattaforma di agenti può essere distribuita anche fra macchine dotate di diversi sistemi operativi e la configurazione puo essere controllata tramite una interfaccia GUI remota. L agente, opzione plug-in di Protégé, può effettuare attività sulla base di conoscenza implementata in Protégé e condivisa fra differenti partner. Un esempio di agente, sviluppato dal prof. Rivoira del Politecnico di Torino, é Sommelier. In Protégé è stato sviluppato ed instanziato un modello dati concernente i vini, i cibi e le loro caratteristiche secondo L Associazione Italiana Sommelier per i vini e l associazione Gourmet per i cibi. La regola per combinare vini e cibi è scritta con Jess e Jesstab. Immaginate per l applicazione di questo strumento di avere un ristorante e come fornitori del vino tre enoteche. Tutti (ristorante ed enoteche) hanno il modello dati per vini e cibi e condividono l agente Sommelier. Il ristorante ha una cena importante e manda usando l agente Sommelier una richiesta di proposta CFP, ( call for proposal ) con il numero del piatto principale del menu. Utilizzando le regole scritte in Jess l agente esplora i database dei ristoranti per trovare i vini che più si accoppiano al cibo proposta e porta indietro al ristorante le proposte di ogni enoteca (figure B3, B4, B5). L idea di avere agenti che possono utilizzare i modelli dati e le loro instanziazioni ( Ontologie e relative Basi di conoscenza ) appare molto potente anche per il settore del mobile e molte nuove applicazioni possono essere immaginate dai membri di funstep quando avremo il protocollo AP236 esteso e completamente validato.

11 Figura Il modello dati dei vini (con tutti i vini DOCG italiani)

12 Figure Il modello dati dei cibi instanziato (caratteristiche dei gamberi di fiume )

13 Figura Scambio i messaggi - CFP (call for proposal) e relativa proposta ( Propose ) per mezzo dell agente Sommelier

14 Figura Proposta per menu#24 (gamberi di fiume > Verdicchio, 92% di armonia )