オントロジーコンポーネント

現代のオントロジーは、表現されるオントロジー言語に関係なく、多くの構造上の類似点を共有しています。ほとんどのオントロジーは、個体 (インスタンス)、クラス (概念)、属性、および関係を記述します。

オントロジーの一般的なコンポーネントは次のとおりです。

個人

インスタンスまたはオブジェクト (基本または「基本レベル」オブジェクト、トークン)。

クラス

集合、コレクション、概念、オブジェクトの種類、または物事の種類。^[1]

属性

個体（およびクラスと関係）が持つことができる側面、特性、特徴、特性、またはパラメータ。^[2]

関係

クラスと個体が互いに関係する方法。関係は関係をさらに特定する属性を持つことができる。^[3]

関数用語

文中の個々の用語の代わりに使用できる、特定の関係から形成された複雑な構造。

制限

ある主張が入力として受け入れられるためには何が真実でなければならないかを正式に述べた記述。

ルール

特定の形式の主張から導き出せる論理的推論を記述する、if-then（前提-結果）文の形式のステートメント。

公理

オントロジーが適用領域で記述する全体的な理論を構成する論理形式の主張（ルールを含む） 。 ^{[4]この定義は、生成文法や形式論理における「公理」の定義とは異なります。これらの分野では、公理には}先験的知識として主張されたステートメントのみが含まれます。ここで使用されている「公理」には、公理ステートメントから派生した理論も含まれます。^[要出典]

イベント

属性または関係の変更。

アクション

イベントの種類。

オントロジーは通常、オントロジー言語を使用してエンコードされます。

個体 (インスタンス) は、オントロジーの基本的な「基礎レベル」のコンポーネントです。オントロジーの個体には、人、動物、テーブル、自動車、分子、惑星などの具体的なオブジェクトだけでなく、数字や単語などの抽象的な個体も含まれます (ただし、数字や単語がクラスか個体かは意見が分かれています)。厳密に言えば、オントロジーには個体を含める必要はありませんが、オントロジーの一般的な目的の 1 つは、個体が明示的にオントロジーの一部でなくても、個体を分類する手段を提供することです。

形式的拡張オントロジーでは、単語と数字の発話のみが個体とみなされ、数字と名前自体はクラスです。4D オントロジーでは、個体はその時空間的範囲によって識別されます。形式的拡張オントロジーの例としては、BORO、ISO 15926 、 IDEAS Groupが開発中のモデルなどがあります。

オントロジー内のオブジェクトは、他のもの、通常は側面または部分に関連付けることで記述できます。これらの関連するものは、独立したものの場合もありますが、属性と呼ばれることがよくあります。各属性は、クラスまたは個体になります。オブジェクトの種類と属性の種類によって、それらの間の関係の種類が決まります。オブジェクトと属性の関係は、関連付けられているオブジェクトに固有の事実を表します。たとえば、Ford Explorerオブジェクトには次のような属性があります。

• ⟨名前は⟩フォードエクスプローラー
• ⟨定義上は部品として ⟩ 6速トランスミッション
• ⟨定義により一部⟩ ドア（最小および最大カーディナリティ：4）
• ⟨定義上、 4.0L エンジン、4.6L エンジンの 1 つとして⟩

属性の値は、複雑なデータ型にすることができます。この例では、関連するエンジンは、単一のものではなく、エンジンのサブタイプのリストの 1 つにのみすることができます。

オントロジーは、概念が他の概念と関連している場合にのみ、真のオントロジーとなります (概念には属性があります)。そうでない場合は、分類法(概念間に下位概念関係が存在する場合) または制御語彙のいずれかになります。これらは便利ですが、真のオントロジーとは見なされません。

オントロジー内のオブジェクト間の関係 (リレーションシップとも呼ばれる) は、オブジェクトが他のオブジェクトとどのように関連しているかを指定します。通常、関係は特定のタイプ (またはクラス) であり、オブジェクトがオントロジー内の他のオブジェクトとどのような意味で関連しているかを指定します。たとえば、概念 Ford Explorer と概念Ford Bronco を含むオントロジーでは、⟨ は後継として定義される⟩ というタイプ関係によって関連している可能性があります。その事実の完全な表現は次のようになります。

• フォードエクスプローラーは、フォードブロンコの後継車として定義されています。

これは、エクスプローラーがブロンコに代わるモデルであることを示しています。この例は、関係に表現の方向があることも示しています。逆の表現は同じ事実を表現しますが、自然言語では逆のフレーズで表現されます。

オントロジーの力の多くは、関係を記述する能力から生まれます。関係のセットは、ドメインのセマンティクス、つまり同義語、下位語、上位語、等位関係などのさまざまな意味関係を記述します。使用される関係タイプ (関係のクラス) のセットとその包含階層は、オントロジーが表現される言語の表現力を記述します。

重要な関係の種類は、包含 関係 ( is-a- superclass -of 、 is-aの逆、is-a-subtype-ofまたはis-a- subclass -of ) です。これは、どのオブジェクトがどのクラスに分類されるかを定義します。たとえば、クラス Ford Explorer は 4-Wheel Drive Carのサブクラスであり、4-Wheel Drive Car はCarのサブクラスであることはすでに説明しました。

「サブクラスである」関係を追加すると、分類法が作成されます。分類法とは、オブジェクトが互いにどのように関連しているかを明確に示すツリー状の構造 (または、より一般的には、部分的に順序付けられたセット) です。このような構造では、各オブジェクトは「親クラス」の「子」です (一部の言語では、すべてのノードに対して「サブクラスである」関係を 1 つの親に制限していますが、多くの言語ではそうではありません)。

もう 1 つの一般的な関係の種類は、の一部として記述されるメレオロジー関係で、これはオブジェクトが結合して複合オブジェクトを形成する方法を表します。たとえば、例のオントロジーを Steering Wheel などの概念を含むように拡張すると、ステアリング ホイールは常に Ford Explorer のコンポーネントの 1 つであるため、「Steering Wheel は定義上 Ford Explorer の一部である」と言えます。オントロジーにメロニミー関係を導入すると、メンバーが複数の親またはブランチの下に出現できるため、出現する階層は単純なツリー構造で保持できなくなります。代わりに、出現するこの新しい構造は、有向非巡回グラフと呼ばれます。

標準的な is-a-subclass-of および is-by-definition-a-part-of 関係に加えて、オントロジーには、モデル化するセマンティクスをさらに洗練する追加のタイプの関係が含まれることがよくあります。オントロジーは、関係タイプの異なるカテゴリを区別する場合があります。例:

• クラス間の関係を表す関係タイプ
• 個人間の関係における関係タイプ
• 個体とクラスの関係を表す関係タイプ
• 単一のオブジェクトとコレクション間の関係を表す関係型
• コレクション間の関係を表す関係型

関係タイプはドメイン固有である場合があり、特定の種類の事実を保存したり、特定の種類の質問に答えたりするために使用されます。関係タイプの定義がオントロジーに含まれている場合、オントロジーは独自のオントロジー定義言語を定義します。独自の関係タイプを定義し、さまざまなカテゴリの関係タイプを区別するオントロジーの例としては、Gellishオントロジーがあります。

たとえば、自動車の分野では、各車がどこで製造されているかを示すmade-in型の関係が必要になる場合があります。したがって、Ford Explorer はLouisvilleで製造されています。オントロジーは、 Louisville が ケンタッキー州に位置し、ケンタッキー州が州として分類され、米国の一部であることも認識している可能性があります。このオントロジーを使用するソフトウェアは、「どの車が米国で製造されていますか?」などの質問に答えられるようになります。