Możliwości wykorzystania narzędzi oceny ontologii w odniesieniu do ontologii składników COTS

Przedstawione metody i narzędzia dokonują oceny ontologii w oparciu o odmienne kryteria, uwzględniając różne aspekty samego procesu. Z uwagi na konieczność oceny ontologii dziedzinowych, jakimi są utworzone ontologie COTS, właściwym może wydawać się zastosowanie podejść rekomendowanych do tego celu przez literaturę przedmiotu³³⁷. Wskazuje się tutaj podejścia: OntoManager, OntoClean.

Badania nad metodologią OntoClean autorstwa Wetly oraz Guarino rozpoczęto w roku 2000. Istotę metodologii OntoClean stanowią cztery podstawowe ontologiczne pojęcia:

niezmienność, łączność, identyczność oraz zależność. Poprzez załączenie ich jako metarelacji do konceptów w taksonomii są wykorzystywane do przedstawienia zachowania poszczególnych konceptów. W 2006 roku udostępniono wersję narzędzia OntoClean dostępną w standardzie

336 Alani H., Brewster C., Metrics for Ranking Ontologies, In Proceedings of the 4th International Conference on Evaluation of Ontologies for the Web, EON Workshop, Edinburgh International Conference Center, Edinburgh, UK 2006; Feranandez M., Cantandor I., Castells P., CORE: A Tool for Collaborative Ontology Reuse and Evaluation, 4^th International EON Workshop, 2006; Gilbert M., A Flexible Biomedical Ontology Selection Tool, International Journal of Computing and ICT Research, Special Issue Vol. 3, No. 1, 2009; Gomez-Perez A., Some ideas and Examples to Evaluate Ontologies, Technical Report KSL-94-65, Knowledge System Laboratory, In Proceedings of the 11 the Conference on Artificial Intelligence for Applications – CAIA94, Stanford University 1994; Guarino N., Welty C., Evaluating Ontological Decisions with OntoClean, Communications of the ACM, Vol. 45, No. 2, 2002; Hartmann J. (red.), Methods for ontology evaluation, EU-IST Network of Excellence, NoE IST-2004- 507482 KWEB 2005; Lozano-Tello A., Gomez-Perez A., Sosa A., Selection of Ontologies for the Semantic Web, LNCS, Vol. 2722, 2004; Lu Q., Haarslev V., OntoKBEval: DL-based Evaluation of OWL Ontologies, IEEE, In Proceedings OWLED, 2006; Maedche A., Staab S., Measuring Similarity between Ontologies, In: Proc. Of the European Conference on Knowledge Acquisition and Management - EKAW-2002, Madrid, Spain, LNCS/LNAI 2473, Springer 2002; Sleeman D., Quentin R., CleanONTO: Evaluating Taxonomic Relationships in Ontologies, 4th International EON Workshop, Edinburgh International Conference Center, Edinburgh, United Kingdom 2006; Spyns P. (red.), Evaluating DOGMA-lexons generated automatically from a text corpus, [w:] Cimiano P. (red.), Proceedings of the EKAW 2004 Workshop on Language and Semantic Technologies to support Knowledge Management Processes, 2004; Stojanovic N. (red.), The OntoManager – a system for the usage-based ontology management, In Proceedings of FGML Workshop, SIG of German Information Society, Springer Verlag 2003; Tartir S. (red.), OntoQA: Metric-Based Ontology Quality Analysis, In IEEE Workshop on Knowledge Acquisition from Distributed, Autonomous, Semantically Heterogeneous Data and Knowledge Sources, Houston, TX, USA, IEEE Computer Society 2005.

337 Guarino N., Welty C., Evaluating Ontological Decisions with OntoClean, Communications of the ACM, Vol. 45, No. 2, 2002; Stojanovic N. (red.), The OntoManager – a system for the usage-based ontology management, In Proceedings of FGML Workshop, SIG of German Information Society, Springer Verlag 2003.

89 OWL DL oraz OWL FULL³³⁸, jednakże nie stwierdzono przeprowadzenia dalszych udoskonaleń tego rozwiązania.

Rys. 3.3. Przykłady klas oraz instancji występujące w metodologii OntoClean. Źródło: Opracowanie własne na podstawie³³⁹.

Rys. 3.4. Zastosowanie narzędzia OntoClean do oceny ontologii metod i technik wspomagających dobór i ocenę składników COTS. Źródło: Opracowanie własne na podstawie³⁴⁰.

Kolejnym z wybranych rozwiązań wspomagających ocenę ontologii dziedzinowych jest narzędzie OntoManager. Warto zaznaczyć, że rozwiązanie OntoManager stanowiło element większego projektu Semantic Methods and Tools for Information Portals (SemIPort Tools) powstałego i rozwijanego przy Uniewersytecie w Karlsruhe. Narzędzie OntoManager³⁴¹ powstało w 2003 roku. Dostęp do aplikacji OntoManager wymagał wystosowania zapytania o udostępnienie oprogramowania do autorów, które zostało rozpatrzone pozytywnie. Dostęp on-line do rozwiązania OntoManager nie był bowiem od dłuższego czasu możliwy³⁴², albowiem zaprzestano prac związanych z rozwojem i udoskonalaniem rozwiązania, jak również (jak wynika ze strony Uniwersytetu w Karlsruhe) część z projektów nad którymi pracowano została już zamknięta kilka lat temu. Niestety narzędzie OntoManager jest przystosowane do obsługi formatów plików typu KAON, nie zaś OWL, co powoduje, że brak jest możliwości praktycznego wykorzystania tego narzędzia w obszarze dysertacji.

338 http://www.ontoclean.org/

339 Guarino N., Welty C., Evaluating Ontological Decisions with OntoClean, Communications of the ACM, Vol. 45, No. 2, 2002.

340 [tamże]

341 Stojanovic N. (red.), The OntoManager – a system for the usage-based ontology management, In Proceedings of FGML Workshop, SIG of German Information Society, Springer Verlag 2003.

342 http://www.ontoware.org/index.html, dostep dnia: 13.11.2011; http://km.aifb.kit.edu/projects/semiport/tools.html, dostep dnia: 13.11.2011.

90 Rys. 3.5. Dopuszczalne formaty danych dla narzędzia OntoManager. Źródło: Opracowanie własne na podstawie³⁴³.

Oprogramowanie Protégé w którym zaimplementowano światowy standard OWL za pomocą którego zbudowane ontologie nie umożliwia zapisu ontologii w tym formacie (KAON).

Rys. 3.6. Dopuszczalne formaty zapisu ontologii przez oprogramowanie Protégé. Źródło: Opracowanie własne.

Oprócz możliwych do wystąpienia trudności związanych z przystosowaniem niektórych narzędzi do obsługi standardu OWL, warto również zwrócić uwagę na czas tworzenia poszczególnych rozwiązań. Początki projektowania analizowanych metod i narzędzi oceny ontologii sięgają roku 2000/2002, zaś za datę końcową badań nad rozwojem rozwiązań można przyjąć rok 2006. Niejednokrotnie nie były podejmowane jakiekolwiek dalsze próby rozwoju poszczególnych podejść analizowanych w rozprawie. Mamy zatem do czynienia z nieaktualnym warsztatem technologicznym (warstwa aplikacyjna) skutkującym bardzo ograniczoną użytecznością rozwiązań³⁴⁴. Potwierdza to choćby brak dostępu do poszczególnych rozwiązań przez strony WWW.

W wyniku dalszych badań i analiz dostępnych rozwiązań (w szczególności narzędzia OntoManager oraz OntoClean) zidentyfikowano możliwe do wystąpienia ograniczenia związane z ich zastosowaniem. Przede wszystkim sama wieloaspektowość oceny

343 Stojanovic N. (red.), The OntoManager – a system for the usage-based ontology management, In Proceedings of FGML Workshop, SIG of German Information Society, Springer Verlag 2003.

344 http://www.ontoware.org/index.html, dostep dnia: 13.11.2011; http://km.aifb.kit.edu/projects/semiport/tools.html, dostep dnia: 13.11.2011.

91 analizowanych metod i narzędzi podkreśla złożoność przebiegu procesu oceny ontologii (szerzej omówiona w podrozdziale 3.5.2.). Jest to zatem proces wysoce czasochłonny i wymagający zaangażowania dodatkowych podmiotów (przykładowo analityk dziedzinowy).

Dodatkowo należy zwrócić uwagę na fakt, że niegdyś ontologie tworzone były stosując do tego celu odmienne standardy. W przeciągu ostatnich dwóch dekad pojawiła się bardzo duża liczba języków ontologii takich jak przykładowo: Ontolingua, F-logic czy First Order Logic (FOL).

Aktualnie, w literaturze przedmiotu można spotkać się z pojęciem Web-ontologii (ontologii webowej). Określa się tym pojęciem takie ontologie, które zostały zapisane za pomocą standaryzowanych języków ontologii sieci semantycznej. W badaniach (patrz: Vrandecic D.³⁴⁵) udowodniono, że Web-ontologie posiadają odmienne właściwości i nie powinny być poddawane ocenie przez standardowe metody oceny ontologii. Ma to niezwykle istotne znaczenie w odniesieniu do możliwości przystosowania wybranych metod i narzędzi oceny ontologii do stosowanych obecnie standardów tworzenia ontologii. W przypadku ontologii COTS wszystkie z utworzonych ontologii zostały zapisane za pomocą standardu OWL, przy wykorzystaniu oprogramowania Protégé 4.2. Warto zaznaczyć, że oprogramowanie Protégé 4.2. jest w pełni zgodne ze standardem specyfikacji języka OWL 2.0, który posiada rekomendację nadaną przez W3C od dnia 27 października 2009³⁴⁶. Stąd przyjęto założenie dokonania oceny spójności ontologii wykorzystując do tego celu jeden z mechanizmów wnioskujących.

Dodatkowo, należy zwrócić uwagę na fakt, że począwszy od roku 2004 pojawiło się na rynku wielu mechanizmów wnioskujących. Są one nieustannie aktualizowane oraz oferują szerokie spektrum praktycznego zastosowania. Jest to istotne z punktu widzenia ciągłej ewolucji powszechnie stosowanego standardu OWL, jak też przystosowania do jego obsługi przez najnowsze mechanizmy wnioskujące. Ponadto, oficjalną rekomendację standardu OWL przez konsorcjum W3C datuje się na dzień 10 lutego 2004³⁴⁷. Stąd istnieje możliwość nieprzystosowania do obsługi standardu OWL przez niektóre z analizowanych metod i narzędzi oceny ontologii, co zostało zasygnalizowane m.in. w pracy Vrandecic³⁴⁸. Szczegółowa analiza dostępnych mechanizmów wnioskujących została zaprezentowana w podrozdziale 3.4.5., metod i narzędzi oceny ontologii zaś w podrozdziale 3.5.3. Niniejsza tabela ma za zadanie dokonać zestawienia analizowanych metod i narzędzi oceny ontologii oraz mechanizmów wnioskujących ze szczególnym wskazaniem okresu w jakim rozwiązania te były tworzone. Dokonując analizy czasu tworzenia prezentowanych rozwiązań zauważa się, że w przypadku metod i narzędzi oceny ontologii okres tworzenia tych rozwiązań obejmuje lata 2000-2006. W przypadku zaś mechanizmów wnioskujących są to w większości lata 2004-2010 wraz z ciągłymi aktualizacjami analizowanych rozwiązań. Jednocześnie warto zaznaczyć, że mechanizmy wnioskujące nie zastępują metod i narzędzi oceny ontologii, ale jednocześnie zapewniają istotne wsparcie podczas procesu oceny spójności poszczególnych ontologii. Warto podkreślić, że ocena spójności jest dokonywana zarówno dla projektowanych ontologii jak i rozwiązań gotowych.

345 Vrandecic D., Ontology Evaluation, Rozprawa doktorska, Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) 2010.

346 http://protegewiki.stanford.edu/wiki/Protege_4.1_Beta_Release_Notes, dostęp dnia: 08.08.2011.

347 http://www.w3.org/TR/owl-guide/, dostęp dnia: 12.12.2010.

348 Vrandecic D., Ontology Evaluation, Rozprawa doktorska, Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) 2010.

92 Tabela 3.10. Okresy powstania wybranych metod i narzędzi oceny ontologii oraz wybranych mechanizmów wnioskujących.

METODY I NARZĘDZIA OCENY ONTOLOGII MECHANIZMY WNIOSKUJĄCE

• OntoQA³⁴⁹ (2005),

W niniejszej pracy przyjęto założenie, że w przypadku przeprowadzenia oceny utworzonych ontologii COTS rozważany będzie jedynie aspekt spójności ontologii. Warto przy tym jeszcze raz podkreślić, że zasygnalizowane wcześniej ograniczenia praktyczne metod i narzędzi oceny ontologii związane są m.in. z koniecznością obecności analityka dziedzinowego, jak również z możliwymi do wystąpienia problemami związanymi z obsługą standardu OWL. Stanowiło to jednocześnie zbiór głównych przesłanek do podjęcia decyzji o zastosowaniu jedynie mechanizmu wnioskującego.

3.6. Ocena spójności ontologii przy zastosowaniu mechanizmu wnioskującego