セマンティックWebと認知科学オントロジー

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1 セマンティックWebと認知科学オントロジー
武田英明 国立情報学研究所／総合研究大学院大学 takeda＠nii.ac.jp

2 The Semantic Webの目的 "The Semantic Web is an extension of the current web in which information is given well-defined meaning, better enabling computers and people to work in cooperation." The Semantic Web, Scientific American, May 2001, Tim Berners-Lee, James Hendler and Ora Lassila The Semantic Web is a vision: the idea of having data on the web defined and linked in a way that it can be used by machines not just for display purposes, but for automation, integration and reuse of data across various applications.

3 Semantic Web Webを通じてさまざまな情報交換の実現 自動化 統合 データの再利用

4 http://www.semaview.com/ © 2003 Semaview Inc. © 2003 Semaview Inc.

5 Next Generation Web? Webの進化 HTML: 表示のためのWeb XML:シンタックスをもったWeb
から 人間と機械のためのWeb 　ヘ cf. 機械ためだけのWeb どうやって実現する？ メタデータをつける メタデータの構造化→オントロジー どうやって使うか？ エージェント

6 なぜXMLでは不十分か “person”, “name”とは何を意味するのか． “name”と“名前”は同じなのだろうか．（同一性）
<name> Hideaki Takeda</name> <age> 20</age> </person> <個人> <名前>Hideaki Takeda</名前> <年齢> 20</年齢> </個人> “person”, “name”とは何を意味するのか． “name”と“名前”は同じなのだろうか．（同一性） これは“person”の記述して十分なのだろうか(拘束条件） … 結局，シンタックスだけは解決つかない

7 Tim Berners-Lee http://www.w3.org/2002/Talks/09-lcs-sweb-tbl/
Semantic Webの階梯 RDF (Resource Description Framework) 最も原始的な意味記述の枠組みを提供ー＞SVOモデル Entity-Relation Model(実体関連モデル） セマンティックネット RDF Schema RDFに最も原始的な概念記述の仕組みを追加 class-subclass関係，制約 DAML+OIL より一般的な概念記述の枠組みを提供 多様なクラス表現，多様な制約 DAML-S プロセスの記述 Tim Berners-Lee　

8 RDFシンタックス Takeda”である Creator “Hideaki Takeda” Resource Property Value <?xml version="1.0"?> <rdf:RDF 　　xmlns:rdf=" 　　xmlns:dc=" <rdf:Description about=" 　 　<dc:Creator>Hideaki Takeda</dc:Creator> </rdf:Description> </rdf:RDF> <rdf:RDF> <rdf:Description about=" 　　 <dc:Creator rdf:resource=“Hideaki Takeda” /> </rdf:Description> </rdf:RDF>

9 RDF Schema Range（値域） 一つ指定できる Cardinality(個数制限）はない Domain（定義域）
複数指定できる（OR） rdfs:Class rdfs:SubclassOf クラスを詳細化したもの 複数可 推移性 rdf:type あるクラスのインスタンスのとき rdf:property 属性にあたるもの 注意:propertyはグローバル rdfs:subPropertyOf propertyを詳細化したもの

10 “Social Security Number”
RDF Schema Animal <rdf:RDF xml:lang="en" xmlns:rdf=" xmlns:rdfs=" <rdfs:Class rdf:ID="Person"> <rdfs:comment>The class of people.</rdfs:comment> <rdfs:subClassOf rdf:resource=" 　　　2000/03/example/ 　classes#Animal"/> </rdfs:Class> <rdf:Property ID="maritalStatus"> <rdfs:range rdf:resource="#MaritalStatus"/> <rdfs:domain rdf:resource="#Person"/> </rdf:Property> <rdf:Property ID="ssn"> <rdfs:comment>Social Security Number</rdfs:comment> <rdfs:range rdf:resource=" <rdf:Property ID="age"> <rdfs:Class rdf:ID="MaritalStatus"/> <MaritalStatus rdf:ID="Married"/> <MaritalStatus rdf:ID="Divorced"/> <MaritalStatus rdf:ID="Single"/> <MaritalStatus rdf:ID="Widowed"/> </rdf:RDF> “The class of person” s rdfs:comment Person d d maritalStatus d ssn r age MaritalStatus r rdfs:comment Integer t t Married Single “Social Security Number” t Windowed t = rdf:type d = rdfs:domain r = rdfs:range = class = class instance = property t Divorced Resource Description Framework(RDF) Schema Specification 1.0

11 DAML+OIL RDFSにより豊富なクラス表現と制約の方法を追加 Description Logicのfravor
Frame表現のfravor 特徴 クラス クラス要素：必要条件，必要十分条件の区別が可能 クラス表現： プロパティによる制約（クラスのスロット定義の相当） 型制限（全称／限量），個数制限，型指定個数制限 クラスの論理演算：和，積，否定 プロパティ 定義域，値域の複数指定(積） 推移性の指定 定義のインポート

12 DAML+OIL記述例 <rdf:RDF
xmlns:rdf =" xmlns:rdfs=" xmlns:daml=" xmlns:xsd =" xmlns:dex =" xmlns:exd =" xmlns =" > <daml:Ontology rdf:about=""> <rdfs:comment>An example ontology by Takeda, 　with data types taken from XMLSchema</rdfs:comment> <daml:imports rdf:resource=" </daml:Ontology> <daml:Class rdf:ID="Animal"> <rdfs:label>Animal</rdfs:label> <rdfs:comment>This class of animals is illustrative of a number of ontological idioms.</rdfs:comment> </daml:Class> DAML+OIL Example

13 <daml:ObjectProperty rdf:ID="name">
<rdfs:domain rdf:resource="#Animal"/> <rdfs:range rdf:resource=" </daml:ObjectProperty> <daml:DatatypeProperty rdf:ID="age"> <rdfs:comment> age is a DatatypeProperty whose range is xsd:decimal.　age is also a UniqueProperty (can only have one age) </rdfs:comment> <rdf:type rdf:resource=" <rdfs:range rdf:resource=" </daml:DatatypeProperty> <daml:Class rdf:ID="Person"> <rdfs:subClassOf rdf:resource="#Animal"/> <rdfs:subClassOf> <daml:Restriction daml:mincardinality="1"> <daml:onProperty rdf:resource="#name"/> </daml:Restriction> </rdfs:subClassOf> </daml:Class> <Person rdf:ID="Hideaki"> <rdfs:label>Hideaki</rdfs:label> <rdfs:comment>Hideaki is a person. His name is Hideaki Takeda and his age is 20.</rdfs:comment> <name>Hideaki Takeda</name> <age><xsd:integer rdf:value="20"/></age> </Person> </rdf:RDF> DAML+OIL Example

14 Semantic Webの課題と可能性 Semantic Webは一見技術的には陳腐にみえるが．．． 技術的側面 閉じた世界と開かれた世界
知識生成のプロセスにおけるHuman-in-the-Loop 社会的側面 普及のプロセス 言語，習慣，文化 オントロジーの課題（つくる，つなげる，つかう） 概念体系の収集と統合

15 認知科学オントロジー：私の提案 認知学辞典の世界 美しい体系を目指す 混沌しかし拡張可能な体系を目指す 例)Wikipedia どんな体系？
多重オントロジー：ひとつの体系は困難 分野ごと 視点ごと（初学者むき、学習向、専門向、門外漢…） 人毎（橋田さんのオントロジー) 浅いオントロジー：定義を分けることは困難 上位下位、関連用語 プロセス支援？ Web、コミュニティ…