Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Introduction aux Ontologies - Bernard ESPINASSE - 1 Introduction aux Ontologies

Introduction aux Ontologies - Bernard ESPINASSE - 1 Introduction aux Ontologies Bernard ESPINASSE Professeur à l'Université d'Aix-Marseille 2010 • Définition de la notion d!ontologie • Types et exemples d!ontologies • Grands modèles informatiques d!ontologies • Développement d!ontologies Introduction aux Ontologies - Bernard ESPINASSE - 2 Références • Livres : ! T. B. Passin, « Explorer!s guide to the Semantic Web », Manning Ed., 2008. ! E. Luczak, « A Guide to the Semantic Web », Leading Edge Forum Technology Grant, 2004. ! G. Antoniou, F. van Harmelen, « A Semantic Web Primer », The MIT Press, Cambridge, Massachusetts, London, England, 1999. ! R. Sharman, R. Kishore, R. Ramesh, Ontologies : A Handbook of Principles, Concepts and Applications in Information Systems, Springer, 2007. ! … • Cours/exposés : ! M. Gagnon, Cours Ecole Polytechnique de Montréal, 2007. ! D. Genest, Cours Université d!Augers, 2008. ! S. Garlatti, Cours ENST, Paris, 2006. ! N. Cullot, Tutoriel à Inforsid 2004. ! C. Roche, Tutoriels à Inforsid 2002 et EGC2003. ! … • Articles : ! M. Uschold, M. Gruninger, « Ontologies: Principles, Methods and Applications », Knowledge Engineering Review; Vol. 11 N°2, 1996. ! C. Roche, « Terminologie et Ontologie », Revue Langages, n°157, Ed. Larousse, 2005. ! N.F. Noy, D.L. McGuinness, Développement d!une ontologie 101 : Guide pour la création de votre première ontologie, Université de Stanford, Stanford, CA, 94305 Traduit de l!anglais par Anila Angjeli, BnF, Bureau de normalisation documentaire. Introduction aux Ontologies - Bernard ESPINASSE - 3 Plan • Définition de la notion d!ontologie : ! DefinitionS ! Un objet pluridisciplinaire ! Ontologie : approche computationnelle ! Définition formelle d!une ontologie • Types et exemples d!ontologies : ! Types d!ontologies ! Exemples d!ontologies • Grands modèles informatiques d!ontologies : ! Modèles Conceptuels ! Modèles Logiques ! Comparaison modèles conceptuels et logiques • Développement d!ontologies : ! Du cycle de vie d!une ontologie à l!ingénierie ontologique ! Environnements de développement Introduction aux Ontologies - Bernard ESPINASSE - 4 Définition (1) Origine étymologique : du grec Ontos = Ontos = être Logia = Logia = discours (langage+raison) Point de vue sémiotique sur l!ontologie : Sémiotique : étudie le processus de signification c'est-à-dire la production, la codification et la communication de signes ! Syntaxe : un ensemble de signes (symboles, entrées lexicales) qui font sens pour des humains, pas pour des machines ! Sémantique : relations entre les signes et des entités du monde réel ! Pragmatique : quels signes sont utilisés dans quel but? ! Social : qui utilise quels signes? Introduction aux Ontologies - Bernard ESPINASSE - 5 Définition (2) Définitions dans la littérature : ! [Gruber, 93] : « An ontology is an explicit specification of a conceptualisation « Une ontologie est une spécification explicite d!une conceptualisation » In the context of knowledge sharing, I use the term ontology to mean a specification of a conceptualization. That is, an ontology is a description (like a formal specification of a program) of the concepts and relationships that can exist for an agent or a community of agents. What is important is what an ontology is for. ! [Uschold, Gruninger, 96] : « An ontology is a shared understanding of some domain of interest » « Une ontologie est une compréhension partagée d!un domaine d!intérêt » ! [Guarino] : « en IA, une ontologie représente un artefact d!ingénierie, constitué par un vocabulaire spécifique utilisé pour décrire une certaine réalité, accompagné d!un ensemble d!hypothèses implicites concernant la signification des mots de ce vocabulaire » Introduction aux Ontologies - Bernard ESPINASSE - 6 Définition (3) Ce que les ontologies ne sont pas : • un catalogue du monde • une liste d!objets • uniquement une base de connaissances Ce que les ontologies sont : • terminologies • systèmes (structure) de sens : ex : des taxinomies Les ontologies ont pour but d!être : • consensuelles • normatives • cohérentes • partageables • réutilisables Introduction aux Ontologies - Bernard ESPINASSE - 7 Utilisation des Ontologies (d!après Roche 2003) Introduction aux Ontologies - Bernard ESPINASSE - 8 Un objet de recherche pluridisciplinaire (d!après Roche 2003) Approche computationnelle Introduction aux Ontologies - Bernard ESPINASSE - 9 Ontologie : approche computationnelle (d!après Roche 2003) Approche computationnelle : • Avantages : ! Méthodes de l!Ingénierie des Connaissances ! Méthodes du Génie Logiciel : « la construction de l!ontologie est intégrée dans une démarche génie logiciel » : => Cycle de Vie d!une Ontologie • Inconvénients : ! Focalisation sur la résolution de problèmes (approche procédurale) ! Perte de la dimension linguistique ! Perte de la dimension épistémologique : Introduction aux Ontologies - Bernard ESPINASSE - 10 Définitions formelles autour de l!Ontologie (1) (d!après Garlatti) 1. Ontologie abstraite : Soit un langage logique L ayant une sémantique formelle dans laquelle des règles d’inférences peuvent être exprimées Une ontologie abstraite est une structure O = (C, " C, R, F, " R, IR) avec: • C et R = 2 ensembles disjoints dont les éléments sont respectivement appelés Concepts et Relations • Un ordre partiel " C sur C, appelé hiérarchie de concepts ou taxonomie • Une fonction # de C sur C appelée signature • Un ordre partiel " R sur R, où r1 " R r2 implique #(r1) "C #(r2), pour r1, r2 ! R, appelé hiérarchie de relations • IR = un ensemble de règles d’inférences exprimées dans le langage logique L. Introduction aux Ontologies - Bernard ESPINASSE - 11 Définitions formelles autour de l!Ontologie (2) (d!après Garlatti) Soient les fonctions : • Dom: R ! C avec Dom(r) := $1(#(r)) donne le domaine de r • range: R ! C avec range(r) := $2(#(r)) donne son échelle de valeurs 2. Un lexique pour une ontologie abstraite O = (C, "C, R, F, "R, IR) est une structure Lex := (SC, SR, RefC, RefR) consistant en : • 2 ensembles SC et SR dont les éléments sont appelés signes (entrées lexicales) respectivement pour des concepts et des relations • 2 relations RefC " SC x C et RefR " SR x R appelés affectations de référence lexicale respectivement pour des concepts et relations. - A partir de RefC, définissons pour s ! SC : RefC (s) := { c ! C | (s,c) ! RefC } - Et pour c ! C, définissons : RefC $1 C (c) := { s ! S | (s,c) ! RefC } - RefR et RefR $1 sont définies de la même manière 3. Une ontologie concrète est une paire (O, Lex) où O est une ontologie abstraite et Lex un lexique pour O. Introduction aux Ontologies - Bernard ESPINASSE - 12 Types d!ontologies (1) • Top-Ontologie : ! niveau le plus élevé structurant les connaissances de haut niveau avec des catégories dont l!organisation dépend de réflexions philosophiques ! elle contient des objets et non des structures ! elle ne s!instancie pas, elle se spécialise (elle donne les objets les plus généraux du domaine, les autres objets en seront des spécialisations et non des instances) • Core-Ontologie : ! elle fournit des concepts structurant du domaine et les relations entre ces concepts ! Ex. en médecine : concepts de diagnostic, signe, structure anatomique ; relations comme celles liées à la localisation d!une pathologie sur une structure anatomique • Ontologie du domaine : ! elle fournit les concepts du domaines tels qu!ils sont manipulés par des professionnels du domaine. Introduction aux Ontologies - Bernard ESPINASSE - 13 Types d!ontologies (2) Spécialisation liens is_a liens is_a liens is_a Introduction aux Ontologies - Bernard ESPINASSE - 14 Types d!ontologies (3) • Top-Ontologies : ontologies de catégorie (philosophique) ! Spécification de cayégorie de concept de très haut niveau (objet, événement, état, processus, …) • Core-Ontologies : ontologies génériques de type thesaurus : ! Spécification d!un vocabulaire de référence (physique, math, …) ! Hiérarchies de termes, relations sémantiques entre les termes (synonymes, composition, ...) • Ontologie de domaine : ontologies descriptives ! Spécification sémantiquement riche d!un domaine ! Définitions de concepts et de relations entre ces concepts pour construire des ontologies spécialisées à partir d!ontologies plus générales (core- ontologies) décrivant un domaine • Taxinomies ! du grec « taxis » : arrangement, ordre (taxon : classe) ! science des lois de la classification Introduction aux Ontologies - Bernard ESPINASSE - 15 Exemples d!ontologies • Top-Ontologies : ! SUMO, ! DOLCE ! KR Ontology ! Upper Cyc, ! … • Core-Ontologies : ! Mikrokosmos ! TOVE (Université de Toronto), ! … • Ontologies de domaine : ! ontologies diverses (KSL serveur), ! … • Taxinomies : ! taxinomies en sciences du vivant : ex : faunes, flores, … ! taxinomies de l!artificiel : ex : taxinomie des usinages, ! … Introduction aux Ontologies - Bernard ESPINASSE - 16 Une ontologie générique (Top) : SUMO (1) SUMO (Standard Upper Ontology) : ontologie développée dans le cadre du projet IEEE SUO : • http://suo.ieee.org • Objectif : constituer un standard pour permettre l!interopérabilité sémantique entre tous les systèmes d!information • SUMO comporte plusieurs centaines de concepts et de relations généraux uploads/Philosophie/ 0-introonto-4p.pdf