オントロジーエンジニアリング

コンピュータ科学、情報科学、システム工学において、オントロジー工学は、特定の関心領域の概念、データ、エンティティ間のカテゴリ、プロパティ、関係の表現、形式命名、定義を含むオントロジーを構築するための方法と手法を研究する分野です。より広い意味では、この分野には、OWL/RDF などの形式的なオントロジー表現を使用した領域の知識構築も含まれます。アクション、時間、物理的なオブジェクト、信念などの抽象概念の大規模な表現は、オントロジー工学の例になります。^{[ 2 ]}オントロジー工学は応用オントロジーの分野の 1 つであり、哲学的オントロジーの応用と見なすことができます。オントロジー工学の中核的なアイデアと目標は、概念モデリングの中心でもあります。

オントロジーエンジニアリングは、特定のドメインにおけるソフトウェアアプリケーション、企業、および業務手順に含まれる知識を明示化することを目的としています。オントロジーエンジニアリングは、意味論的な障害、すなわちビジネス用語やソフトウェアクラスの定義に関連する障害によって引き起こされる相互運用性の問題を解決するための方向性を示します。オントロジーエンジニアリングは、特定のドメイン向けオントロジーの開発に関連する一連のタスクです。

ソフトウェア エージェントが解釈できない情報の自動処理は、ビデオ ファイルなどの対応するリソースに豊富な意味論を追加することで改善できます。表現された知識ドメインの形式的な概念化のアプローチの 1 つは、 RDF、RDFS、OWLで、またはそれらに基づいて構造化されたデータを提供する、機械が解釈可能なオントロジーを使用することです。オントロジー エンジニアリングは、用語のリスト (統制語彙) だけでなく、概念 (クラス)、個体、役割 (プロパティ) (それぞれTBox、ABox、RBox)を定義する用語、主張、関係の公理を含む、このようなオントロジーの設計と作成です。 ^{[ 4 ]オントロジー エンジニアリングは、オントロジー開発プロセス、オントロジー ライフサイクル、オントロジー構築の方法と方法論、 [ 5 ] [ 6 ]}およびそれらをサポートするツール スイートと言語に関する比較的新しい研究分野です。オントロジーの論理的基盤を提供する一般的な方法は、記述ロジックで公理を形式化することです。これにより、 RDF/XMLやTurtleなどのRDF の任意のシリアル化に変換できます。記述ロジックの公理に加えて、オントロジーにはSWRLルールが含まれる場合もあります。概念定義は、 RDF内の画像、ビデオ、関心領域などのあらゆる種類のリソースまたはリソースセグメントにマッピングして、オブジェクト、人物などに注釈を付け、知識ベース、オントロジー、LODデータセット間で関連リソースと相互リンクできます。人間の経験と知識に基づくこの情報は、マルチメディア リソースの視覚コンテンツなどの複雑で曖昧なコンテンツの自動解釈のための推論エンジンにとって価値があります。 ^{[ 7 ]}オントロジーベースの推論の応用分野には、情報検索、自動シーン解釈、知識発見などがありますが、これらに限定されません。

オントロジー言語とは、オントロジーを符号化するために使用される形式言語のことです。オントロジーのための言語には、独自規格に基づくものと標準規格に基づくものを含め、数多くの種類があります。

• 共通論理とは、ISO規格24707であり、相互に正確に翻訳可能なオントロジー言語群の仕様である。
• Cycプロジェクトは、一階述語論理をベースに高階拡張を加えた独自のオントロジー言語であるCycLを持っています。
• ゲリッシュ言語は、独自の拡張のための規則を含んでおり、それによってオントロジーとオントロジー言語を統合している。
• IDEF5は、使いやすく正確なドメインオントロジーを開発および維持するためのソフトウェアエンジニアリング手法です。
• KIFは、 S式に基づいた一階述語論理の構文です。
• ルール交換フォーマット（RIF）、F-Logic、およびその後継であるObjectLogicは、オントロジーとルールを組み合わせたものです。
• OWLは、オントロジー記述を作成するための言語であり、 RDFやRDFS、そしてOIL、DAML、DAML+OILといった以前のオントロジー言語プロジェクトを引き継いで開発されました。OWLはワールドワイドウェブ上での使用を想定しており、そのすべての要素（クラス、プロパティ、個体）はRDFリソースとして定義され、 URIによって識別されます。
• OntoUMLは、参照オントロジーを記述するための確立された言語である。
• SHACL（RDFシェイプ制約言語）は、RDFデータの構造を記述するための言語です。RDFSやOWLと組み合わせて使用​​することも、それらとは独立して使用することもできます。
• XBRL（拡張可能なビジネス報告言語）は、ビジネスの意味論を表現するための構文です。

• ドグマ
• カオン
• OntoClean
• 宝蔵
• Protégé（ソフトウェア）
• 大規模言語モデル^{[ 8 ]}

生命科学は、生物学者が実験を理解するために使用するオントロジーで繁栄しています。^{[ 9 ]}実験から正しい結論を推論するためには、オントロジーはそれが表す知識ベースに対して最適に構造化されている必要があります。オントロジーの構造は、基となるドメインを正確に表現するように継続的に変更する必要があります。

最近、生命科学における遺伝子オントロジー（GO）^{[ 10 ]}などのオントロジーを設計するための自動化手法が導入されました。GOは、最も成功し、広く使用されている生物医学オントロジーの1つです。^{[ 11 ]}情報理論に基づいて、レベルが概念の望ましい特異性を表すようにオントロジーを再構築します。同様の情報理論的アプローチは、遺伝子オントロジーの最適な分割にも使用されています。^{[ 12 ]}このようなエンジニアリングアルゴリズムの数学的な性質を考慮すると、これらの最適化を自動化して、GOなどのオントロジーを再構築するための原理的でスケーラブルなアーキテクチャを作成できます。

オープンバイオメディカルオントロジー（OBO）は、米国国立バイオメディカルオントロジーセンターが2006年に立ち上げたイニシアチブであり、以下のような様々なオントロジーイニシアチブのための共通の「基盤」を提供している。

• 汎用モデル生物プロジェクト（GMOD）
• 遺伝子オントロジーコンソーシアム
• シーケンスオントロジー
• オントロジー検索サービス
• 植物オントロジーコンソーシアム
• 機能ゲノミクスに関する標準規格とオントロジー

さらに

• ISO/IEC 21838
• オントロジー（情報科学）
• オントロジーコンポーネント
• オントロジーの二重関節
• オントロジー学習
• オントロジーのモジュール化
• 意味決定表
• 意味統合
• セマンティックテクノロジー
• セマンティックウェブ
• リンクされたデータ

 この記事には、米国国立標準技術研究所（NIST）のパブリックドメイン資料が含まれています。

• Kotis, K.、A. Papasalouros、GA Vouros、N. Pappas、K. Zoumpatianos、「オープンで社会的に構築された学習空間におけるオントロジーのエンジニアリングのための集合的知識の強化」、Journal of Universal Computer Science  、第17巻、第12号、 1710～1742ページ、2011年8月
• Kotis, K.、および A. Papasalouros、「クエリ ログから有用なキックオフ オントロジーを学習する: HCOME 改訂版」、第 4 回複雑、インテリジェント、ソフトウェア集約型システムに関する国際会議 (CISIS-2010)、クラクフ、IEEE Computer Society Press、2010 年。
• ジョン・デイヴィス（編）（2006）『セマンティックWeb技術：オントロジーベースシステムの動向と研究』ワイリー。ISBN 978-0-470-02596-3
• アスンシオン・ゴメス＝ペレス、マリアノ・フェルナンデス＝ロペス、オスカル・コルチョ（2004年）。オントロジ エンジニアリング: ナレッジ マネジメント、電子商取引、セマンティック Web の分野の例を使用します。スプリンガー、2004 年。
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• Ontopia.net: メタデータ？シソーラス？タクソノミー？トピックマップ！すべてを理解する、Lars Marius Garshol 著、2004 年。
• OntologyEngineering.org: 図解付きオントロジーエンジニアリング（ 2023年6月9日、 Wayback Machineにアーカイブ済み）