Clase 13 Ontologias y Protege

8/18/2019 Clase 13 Ontologias y Protege

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Redes semánticas

• Una red semántica es un grafo donde:– los nodos representan conceptos

– los arcos (dirigidos) representan relaciones entre conceptos

• Mecanismos de razonamiento específicos permitenresponder a preguntas sobre la representación:– ¿Están relacionados dos conceptos?

– ¿ue relaciona dos conceptos?

– ¿!uál es el concepto mas cercano "ue relaciona dosconceptos?


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Mapas conceptuales: e#emplo

$


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Web Semántica

%ecnologías & especificaciones tendientes a me#orar las t'cnicas de bs"uedala integración de ser*icios & otros recursos disponibles en la +eb,

-a +eb semántica se basa en dos conceptos fundamentales:

•-a descripción del significado que tienen los contenidos en la web,

•-a manipulación automática de estos significados.

-a descripción del significado re"uiere conceptos ligados a:

•-a semántica entendida como significado procesable por máquinas,•-os metadatos como contenedores de información semántica sobre losdatos,

•-as ontologías con#unto de términos y relaciones entre ellos "uedescriben un dominio de aplicación concreto,


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.ntologías

• Una ontología en IA se define como una:

formal explicit representation of a sared

understanding of te important concepts in somedomain of interest

• En filosofía el t'rmino ontología se refiere a un concepto

más delicado aun"ue relacionado:

te study of being as suc


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/ormalidad

• -as ontologías son (deberían ser) formales: tienen "ueser leíbles por los ordenadores,

• 0i*el de formalidad:– de altamente informal: lengua#e natural– a rigurosamente formal: t'rminos con semántica formal &

a1iomas

• En las ontologías 2maduras3 las descripcionespermitidas son sólo las consistentes con un con#unto dea1iomas "ue determinan su uso,


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Especificación e1plícita

• -os tipos de los conceptos & las restriccionessobre su uso están (deberían estar) definidos

explícitamente,

• 4ccesibilidad & transparencia:

– documentación de los detalles t'cnicos


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!omprensión compartida delconocimiento

-as ontologías contienen (deberían contener)conocimiento consensual aceptado por ungrupo de personas lo más amplio posible,


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!onceptualización

• -as ontologías son un modelo abstracto de algn dominiode algn mundo posible,

• !ompromiso comn: 5acer el mínimo nmero deafirmaciones posible (sólo las necesarias) sobre eldominio "ue se está modelando de#ando a losreutilizadores de la ontología la libertad de especializarla e

instanciarla tanto como 5aga falta,


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¿6or "u' son tiles las ontologías?

Modelado & uso compartido del conocimiento:

– comunicación entre personas7agentes con diferentes necesidades &

puntos de *istas debidos a conte1tos diferentes• marco unificado dentro de una organi!ación para reducir la confusión

conceptual & terminológica

– interoperabilidad entre sistemas a tra*'s de traducciones entre

diferentes paradigmas lengua#es 5erramientas informáticas &m'todos de modelado

• ontologías como ínter8lengua

• integración de ontologías


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¿6or "u' son tiles las ontologías?

9ngeniería de sistemas:

– re"usabilidad# .ntologías altamente configurables &

bibliotecas de ontologías facilitan la re8usabilidadentre diferentes sistemas de soft+are,

– $iabilidad# las ontologías formales permiten la

comprobación de consistencia dando lugar asistemas más fiables,


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E#emplo de .ntología

%onceptos organizados enta1onomías enlazados porrelaciones en acuerdo con los

a1iomas,

Axiomas posiblemente mu&generales: 2 Árbol no es Árbolde navidad 3,


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&etodologías

E1isten *arias metodologías para la construcción deontologías:

– Mie Usc5old

– Mic5ael ;r


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'erramientas online#

– (ntolingua .ntolog& Editor (Stanford University ):5ttp:77+++8sl8s*c,stanford,edu:@A7Bser*iceCframe8editor

– (ntosaurus Deb ro+ser (University of Southern California):5ttp:77+++,isi,edu7isd7ontosaurus,5tml

– Web(nto (The Open University ): 5ttp:77ri*erside,open,ac,u

'erramientas offline#

– (il)d (University of Manchester ): 5ttp:77oiled,man,ac,u7

– (ntoStudio (Ontoprise): 5ttp:77+++,ontoprise,de7content7inde1Feng,5tml– *rotégé (Stanford University ): 5ttp:77protege,stanford,edu7

• *ersión G,H alp5a (basada en .D-)

http://www-ksl-svc.stanford.edu:5915/&service=frame-editorhttp://www.isi.edu/isd/ontosaurus.htmlhttp://riverside.open.ac.uk/http://oiled.man.ac.uk/http://protege.stanford.edu/http://protege.stanford.edu/download/download.htmlhttp://protege.stanford.edu/download/download.htmlhttp://protege.stanford.edu/http://oiled.man.ac.uk/http://riverside.open.ac.uk/http://www.isi.edu/isd/ontosaurus.htmlhttp://www-ksl-svc.stanford.edu:5915/&service=frame-editor


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AG

6rot'g'

AG


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)scenarios de aplicación

• ;estión del conocimiento

• ;eneración de lengua#e natural

• Modelado de los procesos de empresa

• >!s• 0a*egadores de 9nternet

• 9nteroperabilidad entre sistemas

• 9ngeniería de sistemas: especificación fiabilidadreutilización


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.0%.-.;I4 64R4 -4 RE6RE>E0%4!9J0 KE REKE>>EML0%9!4> KE >E0>.RE>

!on*ertir la información en conocimiento "ue se tiene de lasredes semánticas de sensores mediante una estructura de

conocimiento formalizada,

6ara ello se constru&e una ontología para la Representaciónde Redes >emánticas de >ensores,


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%lases y Sub%lases

Las clases en Protégé son interpretadascomo conjuntos que contienenindividuos.

Son descritos utilizando descripcionesmatemáticas formales que establecenlos requerimientos para la pertenenciaa la clase.

Las clases pueden ser organizadas en

jerarquías superclasessubclases! lacual es también conocida comota"onomía. #n conjunto preliminar declases desarrolladas para larepresentaci$n de redes semánticas desensores corresponde a%


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Propiedades

Las propiedades en Protégé son relaciones binariassobre los individuos. & su vez los individuosrepresentan objetos en el dominio de interés.

'"isten dos propiedades que se pueden de(nir%

a. Las propiedades de objeto permiten relacionarun individuo con otro

b. Las propiedades de dato relacionan un individuoa un valor de tipo de dato )*L Sc+ema o literal,-.

Las propiedades pueden tener las siguientescaracterísticas% propiedad inversa! propiedadfuncional! propiedad simétrica o propiedadtransitiva. & cada propiedad que se de(ne lecorresponderá un dominio / un rango.


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!omo crear una .ntología con6rot'g'

6ara crear una ontología .D- mediante 6rot'g' es necesario ad"uirir elplugin .D- el cual *iene incluido en las ltimas *ersiones de 6rot'g',

a)Un lengua#e estándar para 5acer ontologías es .D- desarrolladoporD!,b).D- permite describir conceptos & además cuenta con un con#unto deoperadores (intercesión unión & negación),c) .D- esta basado en lógica descripti*a "ue permite el uso de unrazonador,


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!omo crear una .ntología con 6rotege


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9nicie 6rot'g'

!ree un nue*o pro&ecto de tipo 2.D- 7 RK/ /iles3 o 2!reate ne+ o+l ontolog&3, 4sígnele el nombre de 6iza & guárdela cono .D- RK/ /ile


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%lases

4l iniciar una ontología .D- e1iste una clase inicial llamada 2o+l:%5ing3 "ue contendrá laontología, 6ara crear una clase se debe usar el ícono correspondiente en la *entana de

e1plorador de clases, Ke clic sobre o+l:%5ing & seleccione 24dd >ubclasses3 6iza


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%lases

%odas las 6izas tiene 2%ipo de Masa3 e 29ngredientes3, Naga el mismo proceso anterior paracrear estas dos subclases desde el elemento 6iza


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Kespu's de adicionar las clases en la #erar"uía de la ontología se re"uiere establecerclases dis+untas "ue indican "ue un ob#eto o indi*iduo no puede ser instancia de másde una de estas clases "ue se establecieron dis#untas


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6ara crear las respecti*as 5erencias de clases por e#emplo para crear los tipos demasa seleccione %..-> !RE4%E !-4>> N9ER4R!NO luego seleccione M4>44>E& en la siguiente *entana introduzca M4>4KE-;4K4&!RU=9E0%E & M4>4;UE>4 &

posteriormente defínalas como dis#untas seleccionando la ca#a de la siguiente *entana,


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Realice los pasos anteriores para crear los ingredientes

>uffi1: 9ngrediente

9ntroducir:uesoP Mozarela

P 6armesano!arneP =amónP 6epperoniP >alc5ic5ón

6escadoP 4nc5oa

>eleccionar !ontine

>elección Kis&untas


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-as propiedades .D- representan relaciones entre dos ob#etos (caso

clásico de las relaciones en ontologías) o indi*iduos o propiedades deuna clase (esto es una diferencia con el uso 5abitual del termino2relación3 en ontologías),

E1isten dos tipos de propiedades en .D-:

a) 2(b+ect*roperties3 "ue permite relacionar un indi*iduo con otro

b) 2,atatype*roperties3 "ue relaciona un indi*iduo con un QM- >c5emaKatat&pe *alue o un literal RK/


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-os elementos "ue debe tener un.b#ect6ropert& son:

a)0ombreb)Kominio: 5ace referencia a la clase oclases iniciales &c)Rango: 5ace referencia a la clase oclases finales,

6or e#emplo la relación es tutor

a, 0ombre: esFtutor b, Kominio: Kocentec, Rango: Estudiante


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6ara crear la 6R.69EK4K .=E%. llamada %9E0E90;REK9E0%E>, Ke esta propiedaddefine %9E0EM4>4 & %9E0E90;REK9E0%E


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!omo crear una .ntología con 6rotege!ada .b#ect6ropert& debe tener su correspondiente propiedad in*ersa, >i unapropiedad enlaza un ob#eto 4 con otro entonces la propiedad in*ersa enlazael ob#eto con el 4,

!ree la propiedadE>90;REK9E0%EKEsealela & *a&a a

90SER>E./ & seale "uees in*ersa a la propiedad%9E0E90;REK9E0%E>

En E>90;REK9E0%EKEcree las subpropiedades

90;REK9E0%EKEM4>4KE


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.D- permite "ue el significado de las propiedades sea enri"uecido con lascaracterísticas de las propiedades "ue son:

A)6ropiedades funcionales: >i una propiedad es funcional dado un ob#etopuede estar a lo sumo un ob#eto relacionado con otro mediante esta propiedad,>i se tienen tres ob#etos "ue son 4 & ! & se tiene una propiedad funcionaltiene6adre entonces se podrían asociar los ob#etos 4 & por medio de lapropiedad & daría como resultado 4 tiene6adre ,

$)6ropiedades funcionales in*ersas: indica "ue puede estar a lo sumo unob#eto relacionado con otro mediante esta propiedad de forma in*ersa a lapropiedad funcional original, 6or e#emplo si se tienen tres ob#etos "ue son 4 & ! & se tiene una propiedad funcional es6adreKe entonces se podríaasociar el ob#eto & 4 por medio de la propiedad & daría como resultado es6adreKe 4,


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.D- permite "ue el significado de las propiedades sea enri"uecido con lascaracterísticas de las propiedades "ue son:

A)6ropiedades transiti*as: >i una propiedad es transiti*a & relaciona dos

ob#etos 4 & & además 5a& una propiedad "ue relaciona al ob#eto con otro! entonces se puede inferir "ue el ob#eto 4 está relacionado con el ob#eto !mediante la propiedad transiti*a,

$)6ropiedades sim'tricas: >i una propiedad 6 es sim'trica & la propiedadrelaciona a los ob#etos 4 & entonces el ob#eto es relacionado por medio de

la propiedad 6 con el ob#eto 4,


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!omo crear una .ntología con 6rotege!rear la propiedad %9E0E90;REK9E0%E> como propiedad %ransiti*a


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!omo crear una .ntología con 6rotege!rear %9E0EM4>4 como propiedad funcional

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