Pull to refresh

Редактор онтологий на естественном языке

Semantics *
На выставке CeBIT я познакомился с представителями польской компании Cognitum, которая разрабатывает семантический фреймворк Ontorion. Важнейшей частью этого фреймворка является редактор онтологий Fluent Editor, который показался мне замечательным и достойным обзора. Главное достоинство Fluent Editor'а состоит в том, что он позволяет создавать OWL-онтологии людям, не имеющим представления о синтаксисе OWL (хотя иметь представление о его концепциях, и о моделировании информационных структур, конечно, все равно нужно). Онтологии создаются на естественном языке, Controlled English — то есть на обычном английском, к которому применены определенные правила и ограничения. Приведу обзор основных возможностей синтаксиса этого языка, не забывая смотреть на то, в каком виде его основные выражения будут сохраняться в OWL.

Для примера начнем составлять онтологию, содержащую сведения о бизнесе некой компании. У этой компании, как у любой коммерческой организации, есть поставщики и покупатели. Те и другие являются организациями, причем одна и та же организация может быть одновременно и поставщиком, и покупателем. Запишем соответствующие выражения на Controlled English:

Every customer is a organization.
Every supplier is a organization.

Ключевые слова редактор Fluent Editor подсвечивает синим, а я выделяю жирностью. В процессе ввода редактор дает подсказки, и предупреждает о грамматически некорректных выражениях.
Обратите внимание, что нам не требуется явно объявлять тот факт, что организация, поставщик и покупатель являются классами: редактор сам догадается об этом из контекста. Классы готовы, теперь можно объявить индивидуальные сущности:

Alpha is a customer.
Alpha is a supplier.
Beta is a customer.

Редактор разберется в том, что Альфа и Бета — индивидуальные сущности, относящиеся к классам «поставщики» и «покупатели».
Если теперь сохранить онтологию в файл OWL, получится следующее:

  <SubClassOf>
    <Class IRI="Customer" />
    <Class IRI="Organization" />
  </SubClassOf>
  <SubClassOf>
    <Class IRI="Supplier" />
    <Class IRI="Organization" />
  </SubClassOf>

  <ClassAssertion>
    <Class IRI="Customer" />
    <NamedIndividual IRI="Alpha" />
  </ClassAssertion>
  <ClassAssertion>
    <Class IRI="Supplier" />
    <NamedIndividual IRI="Alpha" />
  </ClassAssertion>
  <ClassAssertion>
    <Class IRI="Customer" />
    <NamedIndividual IRI="Beta" />
  </ClassAssertion>


Поставщики поставляют нашей компании материалы и запчасти, а покупатели приобретают нашу продукцию. Определим соответствующие классы:

Every replaceable-part is a product.
Every supplier supplies at-least one product.
Every customer buys at-least one product.

Как мы видим, нам удалось определить роли «поставщик» и «покупатель» в зависимости от того, что они делают с товарами и запчастями. В OWL вторая строка из приведенного кода отразится таким образом:

  <SubClassOf>
    <Class IRI="Supplier" />
    <ObjectMinCardinality cardinality="1">
      <ObjectProperty IRI="supplies" />
      <Class IRI="Product" />
    </ObjectMinCardinality>
  </SubClassOf>


Определим теперь конкретный продукт и запчасть, и расскажем о том, как строятся наши материальные отношения с контрагентами:

Oil is a product.
Beta buys oil.
Pump is a replaceable-part.
Alpha supplies pump.

Чтобы мы не запутались в написанном, Fluent Editor показывает нам дерево таксономии:

Дерево таксономии

Обратите внимание, что редактор сам переводит глаголы в разные формы. В тексте мы писали supplies, а в дереве таксономии соответствующий термин называется supply. С неправильными глаголами он тоже дружит.
Синтаксис Controlled English позволяет нам определять различные ограничения и взаимосвязи между классами:

Every-single-thing that is a replaceable-part is supplied by at-least one supplier.
Something is a supplier if-and-only-if-it supplies nothing-but replaceable-parts and is a organization.
Something is a customer if-and-only-if-it buys nothing-but products and is a organization.

Пришло время добавить атрибуты. У организаций есть названия, ИНН и тому подобные свойства. Определим два атрибута, и укажем их значения для организации «Альфа». Значения, конечно, будут литералами.

Every organization has-name nothing-but (some-string-value).
Every organization has-tax-number nothing-but (some-integer-value).
Alpha has-name equal-to 'Alpha, LLC'.
Alpha has-tax-number equal-to 6671123456.

В OWL эти фразы преобразуются примерно так:

  <SubClassOf>
    <Class IRI="Organization" />
    <DataAllValuesFrom>
      <DataProperty IRI="hasName" />
      <Datatype abbreviatedIRI="xsd:string" />
    </DataAllValuesFrom>
  </SubClassOf>
  <ClassAssertion>
    <DataSomeValuesFrom>
      <DataProperty IRI="hasName" />
      <DataOneOf>
        <Literal datatypeIRI="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#string">Alpha, LLC</Literal>
      </DataOneOf>
    </DataSomeValuesFrom>
    <NamedIndividual IRI="Alpha" />
  </ClassAssertion>


Конечно, этим возможности синтаксиса Controlled English не ограничиваются, но нашей задачей был только короткий обзор достоинств редактора; полное описание синтаксиса можно найти в документации на редактор.

В редактор встроен Hermit, которому мы можем «задавать вопросы» на тему информации, содержащейся в нашей онтологии. Например, в данном примере мы можем узнать, чем является объект Alpha:

is Alpha ?

Hermit ответит: Alpha is a customer, supplier, organization.

Не менее интересны возможности остальных компонентов фреймворка Ontorion, но они выходят за рамки нашего обзора.
Главное состоит в том, что мы получили замечательный и общедоступный инструмент создания онтологий, намного более подходящий для людей, не являющихся профессионалами в ИТ, чем TopBraid Composer или Protege. А ведь на практике сведениями о терминах, которые должны входить в онтологию, обладают именно такие люди — профессионалы в области управления, производства, но никак не информационных технологий.
Tags:
Hubs:
Total votes 32: ↑31 and ↓1 +30
Views 18K
Comments Comments 14