OWLの利用例：コレクション管理

バージョン： ２００２年１月７日

エディタ

メンバー

• Stephen Buswell, Stilo Technology, StephenB@stilo.com
• Nicholas Gibbins, University of Southampton, nmg@ecs.soton.ac.uk
• Guus Schreiber, IBROW / University of Amsterdam, schreiber@swi.psy.uva.nl
• Michael K. Smith, Electronic Data System (EDS), michael.smith@eds.com

ドキュメントの目的と概要

このドキュメントは２００２年１月１４-１５日のベル研究所（Murray Hill, NJ）でのW3C Web Ontology Working Group会議に提出されるものである。

読み易さのために、このドキュメントは利用例から生じる要求事項のサマリーから始まる。

OWLへの要求事項のサマリー

表現力に関する要求事項

• propety/attribute と relation を伴うクラス階層 (全て)
  attribute（datatype valueを指し示す）と一般的な関係との間の明確な区別、

• デフォルト知識 (1, 2, 4)
  • 生き物は飛ばない
  • 後期ジョージ王朝風の整理だんすは通常マホガニー製である

• 部分-全体関係 (2, 3, 4)
  • 翼の桁は翼の一部分である
  • 整理だんすは独自のスタイルの脚をもつ

• 制約条件 (2, 3, 4)
  • wing-spar.length < wing.length
  • furniture.style = Late-Georgian <=> furniture.culture = British AND furniture.date-created 1760-1811
  • 利用例４における後の例に対するDAML+OILの解決策についてのコメントにも注意。

• インスタンス仕様 / クラスとしてのインスタンス (1, 3, 5)
  • Mammal は Species のインスタンスであるが、またそれ自身クラスでもある。
  • A380 は Aircraft　のインスタンスであるが、またA380のインスタンス集合も表している。
  • 参照： Protege-2000 の metclass 概念。注： これは RDF の特徴である。
  • 属性値による匿名のインスタンス仕様。

• リレーションタイピングのためのメカニズム (5)
  また、RDF feature （propertyのために rdf:type を定義することができる。）

• 抽象的クラス (4)
  インスタンスのないクラス：利用例４の color の階層の例を参照。

• 同義語 / 用語 -> コンセプト (1, 5)
  用語とそれが表すコンセプトを区別する必要がる。［これはOWLの問題ではないかもしれない。］

他の要求事項

• 由来 (1, 5)
  典型的な例：　専門家と非専門家による表記を区別すること、ハイパーリンクによる出典参照。

• バージョン管理 (1)
  オントロジーを拡張/変更する能力。

• 質問のサポート (1)
  仮想の推論をする能力、例えば「魚としての鯨」。

• 内容の標準化のサポート (1, 3)
  一般的なシソーラス（WordNet、ＴＧＮ）が、ドメイン固有のシソーラス（AAT、ICONCLASS）と同様、しばしば表記を標準化するために使われる。

利用例分野の範囲と定義

• 共通のテーマ/コンテキスト/焦点を持つ大規模なデータ/テキスト/イメージ/マルチメディア/Webサイトの集合
• アーカイブ/コレクションにおける比較的固定的な項目の集合
• コレクションは非常に大きな集合であり得る、このためスケーラビリティの問題が一般的に影響する。
• コレクション管理は一般的にドメイン依存である、このためドメイン標準に関する（伝統的な）仕事と関連づけられる。
• メタデータに焦点を当てる、このため伝統的なメタデータに関する取り組みと関連する。

• 項目のインデキシング/アノテーション/分類
• コレクションの更新
• コレクションの検索
• しばしばデフォルト推論を含む

他のエリア/問題/タスクへのリンク

バーチャルカタログ

例：
• バーチャル博物館（いくつかのプロジェクト）
• 製品検索/比較サイト（例えば、Lynn Steinの書籍検索、Mike Deanのホテル）

サービスカタログ

プレゼンテーション世代

概念検索

1. あなたの検索をアーカイブ/カタログを提供しうる領域に限定するメカニズムのようなオープンディレクトリを使う。
2. あなたの問合せに対する答えを見つけるために、カタログの意味的なサーチ・エンジンを使う。

内容標準

利用例１：「Arkive： 絶滅危機生物のカタログ」

コンテキスト

オントロジー知識のキーとなる機能は：

• それぞれの種のレコードの一貫した組織化を許す
• それぞれの種のレコードが、十分に詳述でき、また、それぞれの重要な行動の例を含むことを保証する手段を提供する
• データベースに対する問合せを助ける

• およそ２世紀の討論を経た適切な科学であるにもかかわらず、種の十分かつ妥当な記述のために適切なオントロジーに関する普遍的な合意はない。
• 種の数は、世界的に合意されたソリューションが必要であることを示唆する。 英国の関係者は、英国のすべての種とトップＮの世界的に絶滅危機にさらされた種のレコードを作成する資金を持っている。 長期的な計画としては、世界中の人々が地元の種の記録を提供するようにすることであろう。 これは基礎となるオントロジーについての合意の欠如をさらに悪化させる可能性が高い。

タスク

事例ドメイン

典型的なユーザ

• 特定のレコードを作成している科学者。
• 新しいレコードを委託しているマネージャー。
• Web サイトを通して DB を問合せている科学者
• Web サイトを通して DB を問合せている学校の生徒

オントロジーサンプル

• レコードに含めることが重要である
• トップレベルのカテゴリーにではなく

• 気持ちよくなるためか
• 羽毛の寄生生物を絶滅させるためか

また、同義的な複数の異なる名前を持っているいくつかの行動がある。 デフォルト継承は重要である。 よく知られているペンギン問題は：

   living things don't fly
   birds         do    fly
   penguins      don't fly

カテゴリ情報をフィールドでの複数の（部分的に首尾一貫しない）分類法に関連付けることは重要である。

OWLへの要求事項

• デフォルト値などの属性遺伝を持った階層的なクラス。 おそらく単一継承で十分だろう。
• 由来：　特定のレコードにある事実を、専門家や非専門家による後からのアノテーションや、継承された事実などから区別するため。
• 問合せのサポート。 問合せは、カテゴリ情報や、もしかすると偽り（例えば、「鯨が魚である」は、小さい子供たちが探索する助けに有用かも知れない。さもなければＤＢに鯨がいないと 結論するかもしれない。）によって導かれるかもしれない。 混合モードの問合せ − 自由なテキストとカテゴリ情報の両方による。
• 属性と値のための複数の同意語のラベル。
• シソーラスのサポート。
• その場その場で、分散的にオントロジーをすぐに拡張する能力。 （専門家がそれらの種の特別な行動を記述するためにフレームワークを加える。）

利用例２：「ＥＤＳ Web ページ埋め立て」

貢献者： Mike Smith

コンテキスト

タスク

事例ドメイン

典型的なユーザ

• クライアントの示した興味に合った販売物件を探すセールスパーソン。
• 特定の専門技術と詳細な過去の経験を探す技術者。

オントロジーサンプル

新聞発表
  経済状態の詳細をカバーする新聞発表
    証券取引委員会のファイリングを詳しく述べた新聞発表
.....

OWLへの要求事項

• デフォルトと制約条件。
• 部分-全体関係。
• 言語に中立の表現。
• クラスと区別されるインスタンス。
• 我々はWebオントロジーと中心ビジネスとの間の明確なインタフェースとXML標準の構築を必要としている。

利用例３：「航空宇宙工学データモデリング」

貢献者： Stephen Buswell

コンテキスト

タスク

事例ドメイン

典型的なユーザ

• 特定の部分（例えば、’翼の桁’）に関連しているすべての情報を探しているメンテナンスエンジニア。
• 特定のサブアセンブリの再利用に対する制約条件を見ている設計エンジニア。

オントロジーサンプル

• 文書タイプ階層：

ドキュメント
  設計ドキュメント
    サブアセンブリ設計ドキュメント 
....

• コンポーネントタイプ階層：

製造部品
  翼の桁

• 部分-全体の関係：

[wing-spar ispartof wing-assembly]

• 部分間の制約条件：

[wing-spar.length < wing.length]

• 一般的な関係：

[this.document.this-picture illustrates wing-spar]

• インスタンス：

[A380 isinstanceof Aircraft]

OWLへの要求事項

• クラス階層
• デフォルト
• クラス間の制約条件
• 部分-全体関係
• 一般的な関係
• 言語に中立の表現。
• インスタンスの表現
• 我々はWebオントロジーと中心ビジネスとの間の明確なインタフェースとXML標準の構築を必要としている。

利用例４：「芸術イメージコレクション」

貢献者： Guus Schreiber

コンテキスト

1. 画像記述のための VRA 3.0 標準 は、基本的にはダブリンコアの絵画アノテーションの改良である
2. ゲッティ財団によって構築された Art and Architecture Thesaurus (AAT) は、芸術作品（芸術カテゴリ、材料、スタイル、カラー、....） を記述するための120,000の用語のよく構造化された階層を提供する。

さらに、我々はオントロジーの中に追加の知識を表現することを望む。例えば、もしインデックス付けする人がアンティークな整理だんすの style/period に “後期ジョージ王朝風”という値を選択するなら、我々はデータエレメント“date.created”が西暦１７６０から１８１１年の間の値を持っていて、 そして“culture”が英国であると推論できることを望む。このタイプのバックグラウンド知識の利用可能性が、検索と同様にインデキシングのために 与えられるサポートを極めて増加させる。

タスク

事例ドメイン

典型的なユーザ

• 画像インデキシングに関与する博物館員。
• このドメインの基本的な知識を保有しアンティークを探している素人

オントロジーサンプル

AAT カラー階層の表現

<color>
  <chromatic color>
    pink
      vivid pink 
      strong pink
      ....
      <intermediate pink>
        purplish pink
	  brilliant purplish pink
	  ....
	yellowish pink
	  ....
	brownish pink
    (etc.)
  <neutral color>
    white
    gray
      light gray
      ....
    black

ついでながら：　我々の仕事の仮定は、成功するためには、（AAT のように）すでに利用可能な（セミ）オントロジーの上に作る必要があり、 WebOnt 言語での表現の上にこれらをマップする必要があるだろうということである。 我々が AAT のような大規模な努力をやり直すことができると考えるのは非現実的である。

集合構造の表現

定義知識

<daml:Restriction>
 <daml:onProperty rdf:resource="some-URL#style"/>
  <daml:hasClass>
   <daml:Class rdf:about="some-URL#Late Georgian"/>
  </daml:hasClass>
 <rdfs:subClassOf>
  <daml:Class>
   <daml:intersectionOf rdf:parseType="daml:collection"/>
    <daml:Restriction>
     <daml:onProperty rdf:resource="some-URL#date"/>
     <daml:hasClass>
      <daml:Class rdf:about="some-URL#1760-1811"/>
      </daml:hasClass>
     </daml:Restriction>
     <daml:Restriction>
      <daml:onProperty rdf:resource="some-URL#culture"/>
      <daml:hasClass>
       <daml:Class rdf:about="some-URL#British"/>
      </daml:hasClass>
     </daml:Restriction>
    </daml:intersectionOf>
  </daml:Class>
 </rdf:subClassOf>
</daml:Restriction>

IF type  "chest of drawers" AND
     style/period = Late-Georgian
THEN (this typically suggests)
     material.main = mahogany