آنتولوژی یا هستان شناسی چیست ؟

يك آنتولوژي (Ontology) توصيفي صريح و نرمال از مفاهيم يك دامنه از بحث است (Classes كه گاهي اوقات Concepts نيز ناميده مي‌شود). در سال‌هاي اخير، توسعه آنتولوژي‌ها از يك كار آزمايشگاهي در آزمايشگاه‌هاي هوش مصنوعي به يك كار در كاربردهاي واقعي تبديل شده است. در اصل به منزله يك توصيف نرمال و صريح از واژه‌هاي يك دامنه خاص و ارتباطات ميان آنهاست.

آنتولوژي يك واژه مشترك براي پژوهش‌ گران كه نياز به اشتراكي‌كردن اطلاعات در يك حوزه و دامنه خاص دارند تعريف مي‌كند. آنتولوژي‌ها دردنياي وب مقبوليت پيدا مي‌كنند.كنسرسيوم W3C،آر دی اف (RDF) را توسعه داد.Resource Description Framework )RDF) يك زبان براي كدينگ دانش موجود در صفحات وب، به منظور قابل فهم‌كردن اين دانش براي عامل‌هاي الكترونيكي جستجوگر اطلاعات بود. DARPA نيز با همكاري كنسرسيوم WWW، زبان DARPA Agent Markup Language) DAML) را ايجادكرد. زبان DAML يك توسيع از RDF بود كه در آن ساختار توصيفي بيشتري استفاده شده است.

دلايل مختلف جهت توسعه يك آنتولوژي

• به اشتراك‌گذاري فهم همگاني از ساختار اطلاعات ميان عامل‌هاي انساني يا ماشيني : يكي از اهداف معمول
• قابليت استفاده مجدد : يكي از پيشران‌هاي مهم. مي‌توان يك آنتولوژي عمومي (نظير UNSPSC) را مورد استفاده قرار داد و با توسيع آن يك آنتولوژي در زمينه‌هاي خصوصي‌تر بدست آورد.
• واضح‌سازي فرضيات دامنه تحت يك پياده‌سازي :

يك آنتولوژي به همراه يك مجموعه از نمونه‌هاي منفرد از كلاس‌ها تشكيل يك پايگاه دانش (Knowledge Base). كلاس‌ها (Classes) مورد توجه اكثر آنتولوژي هستند و مفاهيم دامنه را توصيف مي‌كند. يك كلاس مي‌تواند از زير كلاس (sub classes) هايي داشته باشد كه مفاهيم خاص‌تر ابر كلاس‌شان را توصيف مي‌كنند. توسعه يك آنتولوژي شامل مراحل زير است:

تعريف كلاس‌ها

• مرتب‌كردن كلاس‌ها در يك سلسله مراتب «زير كلاس- ابر كلاس»
• تعريف slot ها و توصيف مقاديري كه اين slot هاي مجاز به اختيار آنها هستند.
• تعيين مقادير slot ها براي نمونه كلاس

يك راه يا متدولوژي صحيح براي توسعه متدولوژي‌ها وجود ندارد. براي توسعه آنتولوژي از يك رهيافت تكراري (Iterative) استفاده مي‌كنيم. ابتدا با يك گذر اوليه از آنتولوژي شروع مي‌كنيم سپس شروع به تصحيح و اصلاح مرحله به مرحله مي‌كنيم و در هر مرحله جزئيات جديد به آن اضافه مي‌كنيم. در طي اين مسير روي تصميم‌گيري‌هاي مدل‌سازي كه يك طراح نياز به اتخاذ دارد بحث خواهيم كرد. بعد از تعريف نسخه اوليه شروع به debug و ارزيابي (Evaluate) اين نسخه مي‌كنيم. اين فرايند تكراري به صورت زير است:

گام اول: تعيين دامنه و حوزه آنتولوژي: مراحل مختلف توسعه يك آنتولوژي را با تعريف دامنه و حوزه آن آغاز مي‌كنيم. يكي از روش‌هاي تعيين حوزه آنتولوژي تهيه ليستي از پرسش‌هايي است كه سيستم KB مبتني بر آنتولوژي بايد قادر به پاسخگويي به آن باشد.

گام دوم: در نظر گرفتن مسئله استفاده مجدد از آنتولوژي‌ها: لحاظ‌كردن كاري كه قبلاً توسط ديگران انجام شده و اعمال تغييرات اصلاحات و يا توسيع در منابع موجود جهت انطباق با دامنه و كاربرد خاص مورد نظرها

گام سوم: شمارش واژه‌هاي مهم در آنتولوژي: تهيه ليستي از تمامي واژه‌هايي كه تمايل داريم براي آن جمله بسازيم يا در يك كاربرد درباره آن توضيح دهيم.

گام چهارم: تعريف كلاس‌ها و سلسله مراتب كلاس‌ها:

• بالا به پايين: ابتدا مفاهيم عام در دامنه سپس با اتخاذ زير كلاس‌هاي خاص‌تر
• پايين به بالا: ابتدا كلاس‌هايي خاص سپس برگ‌هاي سلسله مراتب كلاس‌ها سپس با گروه‌بندي اين كلاس در قالب عام
• تركيبي: تركيبي از روش بالا به پايين و پايين به بالا محسوب مي‌گردد. رهيافت تركيبي راه‌حل ساده‌تر محسوب مي‌شود از ليستي كه در گام سوم ايجاد كرده‌ايم واژه‌هايي را انتخاب مي‌كنيم كه اشياء مستقل را توصيف مي‌كنند اين واژه‌ها و آنتولوژي «كلاس» را مشخص كرده و نقاط لنگرگاه در سلسله مراتب كلاس‌ها را تشكيل مي‌دهند.

گام پنجم: تعريف ويژگي‌هاي كلاس Slots

گام ششم: تعريف جنبه‌هاي Slots ها: اين ويژگي تعداد مقاديري كه يك slot مي‌تواند داشته باشد را تعريف مي‌كند.

به طور كلي منظور از آنتولوژي مهمترين مفهوم در وب معنايي است كه مي‌تواند به عنوان يك مجموعه از اهداف كليدي و رابطه داخلي‌شان كه تصوير انتزاعي از ناحيه‌ي درخواست فراهم مي‌كند را بيان مي‌كند. آنتولوژي موجب مي‌شود كه كاربرد كامپيوتر با يكديگر توسط فهم مشترك و رايج در محدوده ارتباط برقرار كنند.

معرفی زبان های هستان شناسی یا آنتولوژی (OWL, RDF 

!OWL: Ontology Web Language

پیش‌نیاز کاربرد هستی‌شناسی‌ها در وب معنایی، توسعه استانداردی برای تعریف و مبادله هستی‌شناسی یا به عبارتی زبان‌های بازنمون هستی‌شناسی است. در این راستا کنسرسيوم وب جهانی، زبان چارچوب توصيف منابع یا RDF را توسعه داد. RDF، زبانی براي کدگذاری دانش موجود در صفحات وب، به منظور قابل فهم کردن اين دانش براي عامل‌هاي الکترونيکي جستجوگر اطلاعات بود.

Defense Advanced Research Projects Agency) DARPA) نيز با همکاري کنسرسيوم وب جهانی، زبان DAML را ايجاد کرد. زبان DAML گسترشی از RDF بود که در آن ساخت‌های توصيفي بيشتري استفاده می‌شد. هدف اين ساخت‌ها تسهيل تعامل عامل‌ها در وب بود. سرانجام زبان هستی‌شناسی وب یا OWL بر مبنای زبان DAML ایجاد شد.Ontology Web Language زباني است که برای مدل کردن دانش استفاده می شود و آنتولوژی هایی برای مسائل هوش مصنوعی طراحی مي شوند . مانند RDF و شمای RDF، OWL یک پیشنهاد WBC است که تمایل به حمایت بیشتر جزئیات معنایی دارد. از میان زبان‌های مطرح شده، OWL جدیدترین استاندارد زبانی توصیه شده است و قابلیت‌های بیشتری نیز نسبت به سایر زبان‌ها دارد. به‌کارگیری زبان‌های بازنمون دانش، امکان تعریف، برقراری ارتباط میان هستی‌شناسی‌ها و تحقق میانکنش‌پذیری و سازگاری را فراهم می‌کند.

کنسرسیوم وب جهانی در نوامبر 2002، زبان OWL را به عنوان زبان نشانه‌گذاری معنایی به منظور انتشار و تسهیم هستی‌شناسی‌های وب پیشنهاد کرد. این زبان بر مبنای RDF و برگرفته از DAML+OIL است. OWL یکی از زبان‌های نشانه‌گذاری معنایی است که با تعریف کلاس‌ها، نمونه‌ها و روابط به طور واضح و رسمی در توسعه و ساخت هستی‌شناسی‌ها به کار می‌رود. OWL نسبت به XML، RDF و RDFS امکانات بیشتری برای بیان مفاهیم و معانی دارد و به دلیل قابلیت نمایش محتوای میانکنش‌پذیر رایانه‌ها در وب، برتر از سایر زبان‌ها است. این زبان دارای سه زبان فرعی OWL Lite، OWL DL و OWL Full است که هر یک ویژگی‌های خاص خود را دارند و برای گروه خاصی از کاربران طراحی شده‌اند.

ساختار زبان OWL بر گرفته از دو زبان OWL-DL و OWL-lite است هر دو زبان ها مبتنی بر منطق توصیفی هستند در OWL هم از زبان RDF و هم از زبان XML پشتیبانی شده است OWL زباني مبتنی بر زبان XML است كه هدف OWL آسان سازی معانی يك مفهوم است. مثلا اينكه كامپيوتر بداند سگ يك حيوان است و يا اينكه سگ چهارپا دارد.

RDF: Resource Description Framework

RDF (چارچوب توصیفی منابع): برای تشخیص معنی اطلاعات، RDF پیشنهاد میشود که اطلاعات را در زبان ارائه کلی نمایش میدهد. RDF یک استاندارد پذیرفته شدهی گسترده است که برای نمایش metadata توسط کنسرسیوم WBC پیشنهاد شده است.زبانیست مبتنی بر فن‌آوری عمومی‌تر XML که در ابتدا برای شرح و وصف داده‌های جای گرفته در فایل‌های XML بوجود آمد، ولی به‌مرور آن را به عنوان شیوه‌ای کلّی جهت نمایش دانش مورد استفاده قرارداده‌اند.به زبان ساده، RDF مدلی‌ست مبتنی بر گراف که از آن به منظور توصیف منابع اینترنتی (نظیر صفحات وب و پیام‌های ای‌میل) و نیز چگونگی ارتباط این منابع با یکدیگر استفاده به عمل می‌آید.از Resource Description Framework به معنى چارچوب توصیف منابع مى آید.

براى توصیف کردن منابع موجود در اینترنت است.براى خوانده شدن توسط کامپیوترها طراحى شده است.براى نمایش داده شدن به مردم طراحى نشده است.از URLها براى تشخیص منابع وب استفاده مى کند.در XML نوشته مى شود.یک نمونه از استانداردهاى وب است.در وب معنایی RDF بخش مهمی است که به آن چارچوب توصیف منبع می گویند. از آن برای توصیف منابع و اسناد اینترنت استفاده می کنند به گونه ای که ماشینها قادر به خواندن و پردازش آنها باشند .توصیفهاى RDF براى نمایش داده شدن در روى وب طراحى نشده اند.الگویی که برای RDF استفاده می شود از 3 جزء تشکیل می شود:

• منابع: همه مواردی که توسط RDF توصیف می شود منابع نام دارد. یک منبع می تواند یک صفحه وب باشد مثل یک سند HTML، همه منابع از طریق URIها یا شناسه های متحدالشکل منابع شناسایی می شوند.
• ویژگی: عبارت است از یک وجه مشخصه، صفت، خاصیت یا رابطه که برای توصیف یک منبع استفاده می شود.
• جملات: یک منبع خاص به همراه یک ویژگی مشخص به علاوه مقدار آن ویژگی برای آن منبع بخصوص. یک جمله RDF سه جزء دارد: مبتدا(فاعل)، خبر(مسند) و مفعول که همان منبع، ویژگی و مقدار(ارزش) هستند.

نتیجه گیری :

زبان HTML که در وب کنونی استفاده می‌شود توانایی بیان اشیا و روابط بین آنها در وب را ندارد. بنابراین زبان دیگری جهت استفاده در وب معنی‌نگر بوجود آمده که RDF نام دارد. RDF زبانی است بر اساس XML که جهت تشریح مفاهیم و ایجاد اسناد در وب معنی‌نگر بوجود آمده است. اسناد RDF در واقع حاوی توضیحاتی در مورد اطلاعات در وب معنی‌نگر هستند به نحوی که آنها را قابل درک برای ماشین ها می‌کند