El alineamiento de ontologías , o emparejamiento de ontologías , es el proceso de determinar correspondencias entre conceptos en ontologías . Un conjunto de correspondencias también se denomina alineación. La frase adquiere un significado ligeramente diferente, en ciencias de la computación , ciencia cognitiva o filosofía .
Ciencias de la Computación
Para los informáticos , los conceptos se expresan como etiquetas de datos. Históricamente, la necesidad de alineación de ontologías surgió de la necesidad de integrar bases de datos heterogéneas , desarrolladas de forma independiente y, por lo tanto, cada una con su propio vocabulario de datos. En el contexto de la Web Semántica que involucra a muchos actores que proporcionan sus propias ontologías , el emparejamiento de ontologías ha ocupado un lugar crítico para ayudar a que los recursos heterogéneos interoperen. Las herramientas de alineación de ontologías encuentran clases de datos que son semánticamente equivalentes , por ejemplo, "camión" y "camión". Las clases no son necesariamente lógicamente idénticas. Según Euzenat y Shvaiko (2007), [1] hay tres dimensiones principales para la similitud: sintáctica, externa y semántica. Casualmente, corresponden aproximadamente a las dimensiones identificadas por los científicos cognitivos a continuación. Se han desarrollado varias herramientas y marcos para alinear ontologías, algunas inspiradas en la ciencia cognitiva y otras de forma independiente.
Las herramientas de alineación de ontologías se han desarrollado generalmente para operar en esquemas de bases de datos , [2] esquemas XML , [3] taxonomías , [4] lenguajes formales , modelos de entidad-relación , [5] diccionarios y otros marcos de etiquetas. Por lo general, se convierten en una representación gráfica antes de emparejarlos. Desde la aparición de la Web Semántica, tales gráficos se pueden representar en la línea de lenguajes Resource Description Framework mediante triples de la forma
El problema de la alineación de ontologías se ha abordado recientemente tratando de calcular la coincidencia primero y el mapeo (basado en la coincidencia) de forma automática. Sistemas como DSSim , X-SOM [6] o COMA ++ obtienen en este momento una precisión y recuperación muy altas. [3] La iniciativa de evaluación de alineación de ontologías tiene como objetivo evaluar, comparar y mejorar los diferentes enfoques.
Definicion formal
Dadas dos ontologías y dónde es el conjunto de clases, es el conjunto de relaciones, es el conjunto de individuos, es el conjunto de tipos de datos, y es el conjunto de valores, podemos definir diferentes tipos de relaciones (inter-ontológicas). [1] Estas relaciones se denominarán, en conjunto, alineaciones y se pueden clasificar entre diferentes dimensiones:
- similitud vs lógica: esta es la diferencia entre emparejamientos (predicando sobre la similitud de términos de ontología) y mapeos ( axiomas lógicos , que típicamente expresan equivalencia lógica o inclusión entre términos de ontología)
- atómico vs complejo: si las alineaciones que consideramos son uno a uno , o pueden involucrar más términos en una formulación similar a una consulta (por ejemplo, mapeo LAV / GAV )
- homogéneo vs heterogéneo: ¿los alineamientos se basan en términos del mismo tipo (por ejemplo, las clases están relacionadas solo con clases, de individuos con individuos, etc.) o permitimos la heterogeneidad en la relación?
- tipo de alineación: la semántica asociada a una alineación. Puede ser subsunción , equivalencia , disjunción , parte de o cualquier relación especificada por el usuario.
Las alineaciones homogéneas, atómicas y de subsunción son los componentes básicos para obtener alineaciones más ricas, y tienen una semántica bien definida en cada Lógica de Descripción. Vamos a presentar ahora una correspondencia y un mapeo de ontologías más formales.
Una coincidencia atómica homogénea es una alineación que tiene un grado de similitud, describiendo la similitud de dos términos de las ontologías de entrada y . El emparejamiento puede calcularse mediante algoritmos heurísticos o inferirse de otros emparejamientos.
Formalmente podemos decir que una coincidencia es un cuádruple , dónde y son términos de ontología homogéneos, es el grado de similitud de . Un mapeo (subsunción, homogéneo, atómico) se define como un par, dónde y son términos de ontología homogéneos.
Ciencia cognitiva
Para los científicos cognitivos interesados en la alineación de ontologías, los "conceptos" son nodos en una red semántica que residen en el cerebro como "sistemas conceptuales". La pregunta central es: si todos tienen experiencias únicas y, por lo tanto, redes semánticas diferentes, ¿cómo podremos entendernos los unos a los otros? Esta pregunta ha sido abordada por un modelo llamado ABSURDIST (Alinear entre sistemas usando relaciones derivadas de sistemas internos para traducción). Se han identificado tres dimensiones principales de similitud como ecuaciones de "similitud interna, similitud externa e inhibición mutua". [7]
Métodos de alineación de ontología
Han surgido dos subcampos de investigación en el mapeo de ontologías, a saber, el mapeo de ontologías monolingües y el mapeo de ontologías translingüísticas. El primero se refiere al mapeo de ontologías en el mismo lenguaje natural, mientras que el segundo se refiere al "proceso de establecer relaciones entre recursos ontológicos de dos o más ontologías independientes donde cada ontología está etiquetada en un lenguaje natural diferente". [8] Los métodos de emparejamiento existentes en el mapeo de ontologías monolingües se analizan en Euzenat y Shvaiko (2007). [1] Los enfoques para el mapeo de ontologías translingüísticas se presentan en Fu et al. (2011). [9]
Ver también
- Ontología (informática)
- Formato de intercambio de reglas
- Conversión de datos
- Integración semántica
- Coincidencia semántica
- Asignaciones mínimas
- Isomorfismo gráfico
- Unificación semántica
- Integración semántica
- Heterogeneidad semántica
Referencias
- ^ a b c Jérôme Euzenat y Pavel Shvaiko. 2013. Coincidencia de ontologías Archivado el 16 de enero de 2010 en la Wayback Machine , Springer-Verlag, 978-3-642-38720-3.
- ^ J. Berlin y A. Motro. 2002. Coincidencia de esquemas de bases de datos mediante aprendizaje automático con selección de funciones . Proc. de la 14a Conferencia Internacional sobre Ingeniería de Sistemas de Información Avanzada, págs. 452-466
- ↑ a b D. Aumueller, H. Do, S. Massmann, E. Rahm. 2005. Combinación de esquemas y ontologías con COMA ++ . Proc. de la Conferencia Internacional sobre Gestión de Datos de 2005, págs. 906-908
- ^ S. Ponzetto, R. Navigli. 2009. "Mapeo de taxonomía a gran escala para reestructurar e integrar Wikipedia" . Proc. de la 21ª Conferencia Internacional Conjunta sobre Inteligencia Artificial (IJCAI 2009), Pasadena, California, págs. 2083-2088.
- ^ AH Doan, AY Halevy. Investigación de integración semántica en la comunidad de bases de datos: una breve encuesta . Revista AI, 26 (1), 2005
- ^ Carlo A. Curino y Giorgio Orsi y Letizia Tanca (2007). "X-SOM: un mapeador de ontologías flexible" (PDF) . Taller Internacional sobre Arquitecturas Web Semánticas para Empresas (SWAE'07) en conjunción con la 18ª Conferencia Internacional sobre Aplicaciones de Bases de Datos y Sistemas Expertos (DEXA'07) . Archivado desde el original (PDF) el 13 de febrero de 2012.
- ^ R. Goldstone y B. Rogosky. 2002. Uso de relaciones dentro de sistemas conceptuales para traducir a través de sistemas conceptuales . Cognition 84, págs. 295–320.
- ^ Bo Fu, Rob Brennan, Declan O'Sullivan, un sistema de mapeo de ontología translingual configurable basado en traducción para ajustar los resultados de mapeo. Journal of Web Semantics, Volumen 15, 15-36, ISSN 1570-8268, 2012 [1] .
- ^ Fu B., Brennan R., O'Sullivan D., Uso de pseudo retroalimentación para mejorar el mapeo de ontologías translingüísticas [2] . En Proceedings of the 8th Extended Semantic Web Conference (ESWC 2011), LNCS 6643, pp.336-351, Heraklion, Grecia, mayo de 2011.
Otras lecturas
- Colección de encuestas y artículos de investigación relacionados con el mapeo, el emparejamiento y la alineación de ontologías
- La fuente de alineación de ontología
- ABSURDISTA
- Ontologymatching.org
- Alineación de ontologías para datos abiertos vinculados
- Coincidencia de ontologías basadas en instancias
- Noy, NF (2004). " Integración semántica: una encuesta de enfoques basados en ontologías ". SIGMOD Rec. 33 (4): 65-70.
- Herramientas de alineación y mapeo de ontologías
enlaces externos
- ITM Align: alineación de ontología semiautomática
- Optima: herramienta de alineación de ontologías visuales
- CogZ: soporte cognitivo y visualización para sistemas de mapeo guiados por humanos
- AgreementMaker: Coincidencia para grandes ontologías y esquemas del mundo real
- Biomixer : una herramienta de visualización de ontología colaborativa basada en la web
- Herramienta SDI (Integración de datos semánticos) : herramienta de generación y representación de mapas semánticos utilizando UML para ingenieros de sistemas