22
gefördert durch

PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

006.10.2006

gefördert durch

Page 2: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

106.10.2006

Kooperativer Ontologieaufbau

Katrin [email protected]

Institut für für Sprache und InformationAbteilung für InformationswissenschaftHHU DüsseldorfUniversitätsstr. 1, Geb. 23.21.04D-40225 Düsseldorf, Germany

Page 3: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

206.10.2006

Was sind Ontologien?

• Systeme zur Wissensrepräsentation und -organisation.

• Für den Anfang: vergleichbar mit einem (erweiterten) Thesaurus.

• Abbilden von Wissen in strukturierter Form: Konzepte und Relationen (+ Instanzen und Regeln).

• Eignen sich besonders für die Abbildung komplexer Strukturen in eingegrenzten Wissensbereichen.

Page 4: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

306.10.2006

Ontologien: Bestandteile und Struktur

Class A

Class A.1 Class A.2

Class A.1.1

I I I

Class B

Class B.1 Class B.2

Beliebige RelationHierarchie-Relation

I I II I I IClass A.1.2

I

I

I

Instances/ Individuals Weiter können Regeln für die Klassenzugehörigkeit und für

Verbindung von Konzepten angelegt werden, formale Logik wird in manchen Ontologiesprachen unterstützt.Meist können auch Definitionen und Anmerkungen ergänzt werden.

Page 5: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

406.10.2006

Ontologien: Bestandteile und StrukturistRegisseurVon

Film

Spielfilm Dokumentarf.

Komödie

I I I

Personen

DarstellerRegisseur

hatRegisseurHierarchie-Relation

I I II I I IThriller

I

I

I

Instanzen Personennamen

Instanzen Filmtitel

Page 6: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

506.10.2006

Ontologien: Technik und Hilfsmittel

• Verschiedene Ontologiesprachen werden zur Abbildung von Ontologien entwickelt, z. B.: DAML, XOL, OIL, OWL; genutzt werden aber auch z. B. XML, RDF. Einige unterstützen Beschreibungslogik (z. B. OWL-DL).

• Editoren werden entwickelt, um den Aufbau von Ontologien zu vereinfachen. Beispiele: Protégé, OntoStudio.

• Reasoner werden eingesetzt, um logische Inkonsistenzen innerhalb der Ontologie aufzuspüren. Beispiele: FACT, Pellet.

Page 7: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

606.10.2006

Ontologien: Bestandteile und Struktur

BIO2Me, Entwurf einer Ontologie für Hilfsmittel und Methoden der Bioinformatik. Erstellt mit Protégé3.1 im Rahmen des Ontoverse Projektes.

Definition

Relationen

Bedingungen

Beispiel-Ontologie: Klassen

Page 8: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

706.10.2006

Beispiel-Ontologie: Instanzen und Eigenschaften

BIO2Me, Entwurf einer Ontologie für Hilfsmittel und Methoden der Bioinformatik. Erstellt mit Protégé3.1 im Rahmen des Ontoverse Projektes.

Page 9: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

806.10.2006

Definitionsproblematik

• Theoretisch vorhandene hohe Ausdruckskraft wird bisher kaum ausgeschöpft.

• Eine einheitliche definitorische Abgrenzung zu anderen Systemen wie Thesauri fehlt.

• Fehlender interdisziplinärer Austausch

Dringender Bedarf nach Klärung und Konsensbildung.

Page 10: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

906.10.2006

Definitionsproblematik

Ontologie

Thesaurus

Klassifikation

Begriffs- und Ordnungssysteme

Definition

Definition

Definition

Definition

Heavyweight Ontology

Lightweight Ontology

Thesaurus

Terminologie

Ontologien

Wünschenswerte Sicht Aktuell vorherrschende Sicht

Page 11: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

1006.10.2006

Definitionsproblematik

Vorerst gängige Definition:

„An ontology is a explicit specification of a conceptualisation.“Gruber (1993)

Studer, Benjamins, Fensel (1998)

„formal“ „shared“

Ziel von Ontologien: Wissen in strukturierter Form abbilden und als gemeinsame Wissensgrundlage („shared conceptualisation“) bereitstellen; für Menschen innerhalb einer Wissensdomäne, für Computer untereinander oder zwischen Mensch und Computer.

Page 12: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

1106.10.2006

Ontologien zur Konsensabbildung

Aktueller Stand:Ontologien, Forschungsgruppen und Projekte sind verteilt. Es gibt keine zentrale Bündelung, aber verschiedene Kooperationen. • Ansätze z. B. bei OBO (Open Biomedical Ontologies,

http://obo.sourceforge.net/main.html)

Ontologien werden i.d.R. von Teams aufgebaut, Kooperationen finden statt. Aber meist besteht kein offener Zugang für Interessierte. • Z. B.: Bei GeneOntology werden Änderungsvorschläge aufgenommen.

(http://www.geneontology.org)

Ein offener Diskurs über die bestehenden Ontologien wird bisher nicht explizit gefördert.

Kooperative Ontologieerstellung kann Konsensbildung fördern und Konsensabbildung sicherstellen.

Page 13: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

1206.10.2006

Phasen des Ontologieaufbaus

Konzeptualisierung

Umsetzung

Pflege

Planung von Inhalt und Umfang. Lose Konzeptsammlung.Festlegen von Regeln für strukturierten Aufbau.

Umsetzung in eine formale Ontologiesprache (im Editor).Erarbeiten der eigentlichen Strukturierung.

Aktualisierungen, Fehlerkorrekturen, Enrichment. Evaluierung. Diskussionen über Stand und Entwicklung.

Wiederverwendung Wiederverwendung (Reuse) und Modifikationen:Verschmelzung, Verbindung, Integration, Abspaltung.

Page 14: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

1306.10.2006

Inter-ontologische und intra-ontologische Ebene

Inter-ontologische Ebene

Betrachtet Beziehungen zwischen verschiedenen Ontologien.

Merging und Mapping wichtigste Aktionen auf dieser Ebene.

Prognose: verschiedene hochspezialisierte Ontologien für einzelne Einsatzbereiche.

Strukturierter Zugang benötigt.

Multiple viewsVerschiedene Perspektiven

Intra-ontologische Ebene

Betrachtet die Zusammenhänge innerhalb eines abgegrenzten Ontologieprojektes.

Ontologieaufbau durch eine möglichst große Community.

Richtlinien und Regeln für konsistenten Aufbau benötigt.

Shared conceptualisationGemeinsame Sichtweise

Page 15: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

1406.10.2006

Kooperative Ontologieentwicklung

Die Vorteile:• Umsetzung und Pflege der Ontologie schneller und umfassender möglich. • Unterstützung von Diskussionen über Fachtermini und Definitionen.• Konsensbildung auf intra-ontologischer und Vielfalt auf inter-ontologischer

Ebene wird gefördert.

Die Herausforderung:• Zusammenarbeit unterstützen und fördern. • Hilfsmittel für die Koordination erforderlich.• Bislang fehlen:

– Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen– Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften.

Page 16: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

1506.10.2006

Ansatz: Ontologieentwicklung im Wiki

Ziele:

• Zentraler Treffpunkt für Ontologie-Entwickler, Nutzer und interessierte Fachexperten.

• Bearbeitung bestehender und Eingabe neuer Ontologiedaten.

• Dauerhafte Möglichkeit für Diskussionen und Änderungen.

• Paralleles, zeitgleiches Arbeiten. Änderungen sind direkt für die gesamte Community sichtbar

Page 17: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

1606.10.2006

Ontologieentwicklung im Wiki

Konzept bei Ontoverse:

• Spezielle Ontologie-Wiki-Technologie.

• Rollen und Benutzerrechte, Urheberschaftsauthentifizierung.

• Unterstützung der verschiedenen Stufen des Ontologieaufbaus.

• Plattform für die Entwicklungen diverser Einzelontologien.

• Systeme für Archivierung und Versionisierung werden benötigt.

Page 18: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

1706.10.2006

Mögliches SzenarioNutzer durchsucht

vorhandene OntologienNutzer durchsucht

vorhandene Ontologien

Ontologie kann genutzt werden

Ontologie kann genutzt werden

Passende Ontologie gefunden

Passende Ontologie nicht gefunden

Neue Ontologie kann initialisiert werden

Neue Ontologie kann initialisiert werden

AnforderungsspezifikationAnforderungsspezifikation

Unstrukturierte KonzepteUnstrukturierte Konzepte

StrukturierungStrukturierung

Ontologie-Archiv

Ontologie-Archiv

Neue OntologieNeue OntologieBearbeitete Ontologie

Bearbeitete Ontologie

Ergänzen und ÄndernErgänzen und Ändern

DiskussionenDiskussionen

Teilen und VerbindenTeilen und Verbinden

Page 19: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

1806.10.2006

Technische Unterstützung

Benötigt werden:

Funktionales Rechtesystem für Benutzerrollen, Benutzeridentifikation.

Zentraler Speicherort für aktuelle Ontologieversion. Konsistenzcheck.

Übersicht, wer welche Änderungen vorgenommen hat und wann.

Möglichkeit zur geeigneten Diskussion, Kommentierung von Änderungen.

Möglichkeiten zur Einbindung externer Fachexperten und Arbeitsgruppen

Page 20: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

1906.10.2006

Fazit

• Gemeinschaftlicher Ontologieaufbau für die Realisierung umfassender und aktueller Ontologien sowie zur Konsensbildung.

• Möglichkeit zur Umsetzung: Ontologie-Wiki-Plattform.

• Unterstützung aller Phasen des Ontologieaufbaus.

• Kooperationen auf intra-ontologischer und Strukturierung auf inter-ontologischer Ebene.

• Interdisziplinärer Austausch und gemeinsame Definitionsbildung als wichtige Schritte für die Zukunft der Ontologieforschung.

Page 21: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

2006.10.2006

Viele Grüße aus Düsseldorf

Für Kontakte, Fragen und Anregungen:

Katrin [email protected]

Page 22: PowerPoint-Präsentation · – Ontologie-Editoren, die eine kooperative Arbeit explizit unterstützen – Methodologien und Leitlinien. – Qualifizierte Mitarbeiter/ große Teilnehmergemeinschaften

2106.10.2006

Literatur

• Corcho, O.; Fernandez-Lopez, M; Gomez-Perez, A.: Methodologies, Tools and Languages for Building Ontologies. Where is their Meeting Point? In: Data and Knowledge Engineering 46, 2003, S. 41-64.

• Davies, J.; Fensel, D.; van Harmelen, F. (Hrsg.): Towards the Semantic Web. Ontology-Driven Knowledge Management. Chichester 2003.

• Gomez-Perez, A.; Fernandez-Lopez, M.; Corcho, O.: Ontological Engineering. London 2004

• Hepp, M., Bachlehner, D., Siorpaes, K.: OntoWiki - Community-driven Ontology Engineering and Ontology Usage based on Wikis. Proceedings of the 2005 International Symposium on Wikis (WikySym), San Diego 2005.

• Staab, S.; Studer, R. (Hrsg.): Handbook on Ontologies. Berlin, Heidelberg, New York 2004.

• Sure, Y.; Erdmann, M.; Angele, J.; Staab, S; Studer, R.; Wenke, D.: OntoEdit. Collaborative Ontology Development for the Semantic Web. Technical Report 419, University of Karlsruhe, Institut AIFB, 2002.