Ontologia superior - Upper ontology

Na ciência da informação , uma ontologia superior (também conhecida como ontologia de nível superior , modelo superior ou ontologia de base ) é uma ontologia (no sentido usado na ciência da informação) que consiste em termos muito gerais (como "objeto", " propriedade "," relação ") que são comuns a todos os domínios. Uma função importante de uma ontologia superior é oferecer suporte à ampla interoperabilidade semântica entre um grande número de ontologias específicas de domínio, fornecendo um ponto de partida comum para a formulação de definições. Os termos da ontologia de domínio são classificados de acordo com os termos da ontologia superior, por exemplo, as classes de ontologia superior são superclasses ou superconjuntos de todas as classes nas ontologias de domínio.

Várias ontologias superiores foram propostas, cada uma com seus próprios proponentes.

Os sistemas de classificação de bibliotecas são anteriores aos sistemas de ontologia superior. Embora as classificações da biblioteca organizem e categorizem o conhecimento usando conceitos gerais que são os mesmos em todos os domínios do conhecimento, nenhum sistema substitui o outro.

Desenvolvimento

Qualquer ontologia fundamental padrão provavelmente será contestada entre grupos diferentes, cada um com sua própria ideia de "o que existe". Um fator que exacerba a falha em chegar a uma abordagem comum tem sido a falta de aplicativos de código aberto que permitiriam o teste de diferentes ontologias no mesmo ambiente computacional. As diferenças foram, portanto, debatidas amplamente em bases teóricas, ou são meramente o resultado de preferências pessoais. No entanto, as ontologias básicas podem ser comparadas com base na adoção para fins de suporte à interoperabilidade entre ontologias de domínio.

Nenhuma ontologia superior específica ainda ganhou aceitação generalizada como um padrão de fato . Diferentes organizações tentaram definir padrões para domínios específicos. O ' Process Specification Language ' (PSL) criado pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) é um exemplo.

Outro fator importante que leva à ausência de ampla adoção de qualquer ontologia superior existente é a complexidade. Algumas ontologias superiores - Cyc é frequentemente citado como um exemplo a este respeito - são muito grandes, variando até milhares de elementos (classes, relações), com interações complexas entre eles e com uma complexidade semelhante à de uma linguagem natural humana , e o processo de aprendizagem pode ser ainda mais longo do que para uma linguagem natural por causa do formato desconhecido e das regras lógicas. A motivação para superar essa barreira de aprendizagem está amplamente ausente devido à escassez de exemplos de uso publicamente acessíveis. Como resultado, aqueles que constroem ontologias de domínio para aplicações locais tendem a criar a ontologia específica de domínio mais simples possível, não relacionada a nenhuma ontologia superior. Essas ontologias de domínio podem funcionar adequadamente para o propósito local, mas consomem muito tempo para se relacionar com precisão a outras ontologias de domínio.

Para resolver este problema, algumas ontologias genuinamente de nível superior foram desenvolvidas, que são deliberadamente projetadas para ter uma sobreposição mínima com quaisquer ontologias de domínio. Os exemplos são a Ontologia Formal Básica e o DOLCE (veja abaixo).

Argumentos para a inviabilidade de uma ontologia superior

Historicamente, muitas tentativas em muitas sociedades foram feitas para impor ou definir um único conjunto de conceitos como mais primordial, básico, fundamental, oficial, verdadeiro ou racional do que todos os outros. Uma objeção comum a tais tentativas aponta que falta aos humanos o tipo de perspectiva transcendente - ou visão do olho de Deus - que seria necessária para atingir esse objetivo. Os humanos são limitados pela linguagem ou cultura e, portanto, carecem do tipo de perspectiva objetiva a partir da qual observar todo o terreno de conceitos e derivar qualquer padrão.

Outra objeção é o problema de formular definições. Ontologias de nível superior são projetadas para maximizar o suporte para interoperabilidade em um grande número de termos. Essas ontologias devem, portanto, consistir em termos que expressam conceitos muito gerais, mas tais conceitos são tão básicos para o nosso entendimento que não há como defini-los, uma vez que o próprio processo de definição implica que um conceito menos básico (e menos bem compreendido) conceito é definido em termos de conceitos que são mais básicos e, portanto, (idealmente) mais bem compreendidos. Muitas vezes, conceitos muito gerais só podem ser elucidados, por exemplo, por meio de exemplos ou paráfrase.

  • Não existe uma maneira evidente de dividir o mundo em conceitos , e certamente nenhuma não controversa
  • Não há um terreno neutro que possa servir como meio de tradução entre ontologias especializadas (ou "inferiores" ou "específicas do aplicativo")
  • A própria linguagem humana já é uma aproximação arbitrária de apenas um entre muitos mapas conceituais possíveis. Traçar qualquer correlação necessária entre palavras em inglês e qualquer número de conceitos intelectuais, que gostaríamos de representar em nossas ontologias, é apenas pedir problemas. ( WordNet , por exemplo, é bem-sucedida e útil, precisamente porque não pretende ser uma ontologia superior de propósito geral; em vez disso, é uma ferramenta para desambiguação semântica / sintática / linguística, que está ricamente incorporada nas particularidades e peculiaridades de a língua inglesa.)
  • Qualquer representação hierárquica ou topológica de conceitos deve começar de alguma perspectiva ontológica, epistemológica , linguística, cultural e, em última análise, pragmática. Tal pragmatismo não permite a exclusão da política entre pessoas ou grupos; na verdade, requer que eles sejam considerados como primitivos talvez mais básicos do que qualquer um que esteja representado.

Aqueles que duvidam da viabilidade de ontologias de propósito geral estão mais inclinados a perguntar "que propósito específico temos em mente para este mapa conceitual de entidades e que diferença prática essa ontologia fará?" Esta posição filosófica pragmática renuncia a toda esperança de conceber a versão ontológica codificada de "O mundo é tudo o que é o caso." ( Wittgenstein , Tractatus Logico-Philosophicus ).

Finalmente, existem objeções semelhantes àquelas contra a inteligência artificial . Tecnicamente, a aquisição de conceitos complexos e as interações sociais / linguísticas de seres humanos sugerem que qualquer fundamento axiomático dos conceitos "mais básicos" deve ser biológico cognitivo ou de outra forma difícil de caracterizar, uma vez que não temos axiomas para tais sistemas. Eticamente, qualquer ontologia de propósito geral poderia rapidamente se tornar uma tirania real ao recrutar adeptos para um programa político projetado para propagá-la e seus meios de financiamento, e possivelmente defendê-la pela violência. Historicamente, sistemas de crenças inconsistentes e irracionais têm se mostrado capazes de exigir obediência em detrimento ou dano de pessoas tanto dentro quanto fora de uma sociedade que os aceita. Quanto mais prejudicial seria um racional consistente, caso contivesse pelo menos um ou dois pressupostos básicos incompatíveis com a vida humana?

Argumentos para a viabilidade de uma ontologia superior

Muitos daqueles que duvidam da possibilidade de desenvolver um amplo acordo sobre uma ontologia superior comum caem em uma de duas armadilhas:

  1. eles afirmam que não há possibilidade de acordo universal em qualquer esquema conceitual; mas eles argumentam que uma ontologia comum prática não precisa ter um acordo universal, ela só precisa de uma comunidade de usuários grande o suficiente (como é o caso das linguagens humanas) para torná-la lucrativa para os desenvolvedores usá-la como um meio de interoperabilidade geral, e para desenvolvedor terceirizado desenvolver utilitários para torná-lo mais fácil de usar; e
  2. eles apontam que os desenvolvedores de esquemas de dados acham diferentes representações adequadas para seus propósitos locais; mas não demonstram que essas diferentes representações são de fato logicamente inconsistentes.

Na verdade, diferentes representações de asserções sobre o mundo real (embora não sejam modelos filosóficos), se refletirem com precisão o mundo, devem ser logicamente consistentes, mesmo que se concentrem em diferentes aspectos do mesmo objeto físico ou fenômeno. Se quaisquer duas afirmações sobre o mundo real são logicamente inconsistentes, uma ou ambas devem estar erradas, e esse é um tópico para investigação experimental, não para representação ontológica. Na prática, as representações do mundo real são criadas e conhecidas como aproximações da realidade básica, e seu uso é circunscrito pelos limites de erro das medições em qualquer aplicação prática dada. Ontologias são inteiramente capazes de representar aproximações, e também são capazes de representar situações nas quais diferentes aproximações têm diferentes utilidades. Objeções baseadas nas diferentes maneiras como as pessoas percebem as coisas atacam uma visão simplista e empobrecida da ontologia. A objeção de que existem modelos logicamente incompatíveis do mundo é verdadeira, mas em uma ontologia superior esses diferentes modelos podem ser representados como diferentes teorias, e os adeptos dessas teorias podem usá-los em preferência a outras teorias, enquanto preservam a consistência lógica de as suposições necessárias da ontologia superior. As suposições necessárias fornecem o vocabulário lógico com o qual especificar os significados de todos os modelos incompatíveis. Nunca foi demonstrado que modelos incompatíveis não podem ser adequadamente especificados com um conjunto comum de conceitos mais básicos, embora existam exemplos de teorias incompatíveis que podem ser especificadas logicamente com apenas alguns conceitos básicos.

Muitas das objeções à ontologia superior referem-se aos problemas de decisões críticas para a vida ou áreas problemáticas não axiomatizadas, como direito, medicina ou política, que são difíceis até mesmo para os humanos entenderem. Algumas dessas objeções não se aplicam a objetos físicos ou abstrações padrão que são definidas para a existência por seres humanos e estreitamente controladas por eles para o bem mútuo, como padrões para conexões de sistemas de energia elétrica ou os sinais usados ​​em semáforos. Nenhuma metafísica geral única é necessária para concordar que alguns desses padrões são desejáveis. Por exemplo, embora o tempo e o espaço possam ser representados de várias maneiras, alguns deles já são usados ​​em artefatos interoperáveis, como mapas ou tabelas.

Objeções à viabilidade de uma ontologia superior comum também não levam em consideração a possibilidade de forjar um acordo sobre uma ontologia que contém todos os elementos da ontologia primitiva que podem ser combinados para criar qualquer número de representações de conceito mais especializadas. A adoção dessa tática permite que o esforço seja focado no acordo apenas em um número limitado de elementos da ontologia. Ao concordar com os significados desse inventário de conceitos básicos, torna-se possível criar e então interpretar de forma precisa e automática um número infinito de representações de conceitos como combinações dos elementos básicos da ontologia. Qualquer ontologia de domínio ou banco de dados que usa os elementos de tal ontologia superior para especificar os significados de seus termos será automática e precisamente interoperável com outras ontologias que usam a ontologia superior, embora cada uma possa definir separadamente um grande número de elementos de domínio não definido em outras ontologias. Nesse caso, a interpretação adequada exigirá que as descrições lógicas dos elementos específicos do domínio sejam transmitidas junto com quaisquer dados que sejam comunicados; os dados serão então interpretados automaticamente porque as descrições dos elementos de domínio, com base na ontologia superior, serão interpretadas de maneira adequada por qualquer sistema que possa usar a ontologia superior de maneira adequada. Com efeito, os elementos em diferentes ontologias de domínio podem ser * traduzidos * uns nos outros usando a ontologia superior comum. Uma ontologia superior baseada em tal conjunto de elementos primitivos pode incluir visualizações alternativas, desde que sejam logicamente compatíveis. Modelos logicamente incompatíveis podem ser representados como teorias alternativas ou representados em uma extensão especializada para a ontologia superior. O uso adequado de teorias alternativas é um conhecimento que pode ser representado em uma ontologia. Os usuários que desenvolvem novas ontologias de domínio e descobrem que há primitivas semânticas necessárias para seu domínio, mas ausentes da ontologia superior comum existente, podem adicionar essas novas primitivas pelo procedimento aceito, expandindo a ontologia superior comum conforme necessário.

A maioria dos proponentes de uma ontologia superior argumenta que várias ontologias boas podem ser criadas com ênfase talvez diferente. Muito poucos estão realmente discutindo para descobrir apenas um dentro da linguagem natural ou mesmo em um campo acadêmico. A maioria está simplesmente padronizando alguma comunicação existente. Outra visão avançada é que há uma sobreposição quase total das diferentes maneiras pelas quais as ontologias superiores foram formalizadas, no sentido de que diferentes ontologias focam em diferentes aspectos das mesmas entidades, mas as diferentes visões são complementares e não contraditórias entre si; como resultado, uma ontologia internamente consistente que contém todas as visões, com meios de traduzir as diferentes visões em outras, é viável. Essa ontologia até agora não foi construída, no entanto, porque exigiria um grande projeto a ser desenvolvido de modo a incluir todas as visões alternativas nas ontologias superiores desenvolvidas separadamente, junto com suas traduções. A principal barreira para a construção de tal ontologia não são as questões técnicas, mas a relutância das agências de financiamento em fornecer os fundos para um consórcio grande o suficiente de desenvolvedores e usuários.

Vários argumentos comuns contra a ontologia superior podem ser examinados mais claramente separando questões de definição de conceito (ontologia), linguagem (léxicos) e fatos (conhecimento). Por exemplo, as pessoas têm diferentes termos e frases para o mesmo conceito. No entanto, isso não significa necessariamente que essas pessoas estejam se referindo a conceitos diferentes. Eles podem simplesmente estar usando um idioma ou idioma diferente. Ontologias formais geralmente usam rótulos linguísticos para se referir a conceitos, mas os termos que rotulam elementos de ontologia significam nem mais nem menos do que seus axiomas dizem que significam. Os rótulos são semelhantes aos nomes de variáveis ​​no software, evocativos em vez de definitivos. Os proponentes de uma ontologia superior comum apontam que os significados dos elementos (classes, relações, regras) em uma ontologia dependem apenas de sua forma lógica , e não dos rótulos, que geralmente são escolhidos apenas para tornar as ontologias mais facilmente utilizáveis por seus desenvolvedores humanos. Na verdade, os rótulos dos elementos em uma ontologia não precisam ser palavras - eles podem ser, por exemplo, imagens de instâncias de um tipo específico ou vídeos de uma ação representada por um tipo específico. Não se pode enfatizar muito fortemente que as palavras * não * são o que é representado em uma ontologia, mas entidades no mundo real, ou entidades abstratas (conceitos) nas mentes das pessoas. Palavras não são equivalentes a elementos de ontologia, mas palavras * rótulo * elementos de ontologia. Pode haver muitas palavras que rotulam um único conceito, mesmo em um único idioma (sinonímia), e pode haver muitos conceitos rotulados por uma única palavra (ambigüidade). Criar os mapeamentos entre a linguagem humana e os elementos de uma ontologia é o domínio da Compreensão da Linguagem Natural. Mas a própria ontologia é independente como uma estrutura lógica e computacional. Por essa razão, encontrar um acordo sobre a estrutura de uma ontologia é na verdade mais fácil do que desenvolver um vocabulário controlado, porque todas as diferentes interpretações de uma palavra podem ser incluídas, cada uma * mapeada * para a mesma palavra nas diferentes terminologias.

Um segundo argumento é que as pessoas acreditam em coisas diferentes e, portanto, não podem ter a mesma ontologia. No entanto, as pessoas podem atribuir diferentes valores de verdade a uma determinada afirmação, ao mesmo tempo que aceitam a validade de certas afirmações, fatos ou formas de expressar um argumento do qual discordam. (Usando, por exemplo, a questão / posição / forma de argumento .) Esta objeção às ontologias superiores ignora o fato de que uma única ontologia pode representar diferentes sistemas de crença, e também representá-los como diferentes sistemas de crença, sem tomar uma posição sobre a validade de qualquer.

Mesmo os argumentos sobre a existência de uma coisa requerem um certo compartilhamento de um conceito, mesmo que sua existência no mundo real possa ser contestada. Separar crença de nomenclatura e definição também ajuda a esclarecer essa questão e mostrar como os conceitos podem ser mantidos em comum, mesmo em face de crenças diferentes. Por exemplo, o wiki como meio pode permitir tal confusão, mas usuários disciplinados podem aplicar métodos de resolução de disputas para resolver seus conflitos. Também é argumentado que a maioria das pessoas compartilha um conjunto comum de "primitivos semânticos", conceitos fundamentais, aos quais se referem quando estão tentando explicar termos não familiares a outras pessoas. Uma ontologia que inclui representações dessas primitivas semânticas poderia, em tal caso, ser usada para criar descrições lógicas de qualquer termo que uma pessoa possa desejar definir logicamente. Essa ontologia seria uma forma de ontologia superior, servindo como uma "interlíngua" lógica que pode traduzir ideias em uma terminologia para seu equivalente lógico em outra terminologia.

Os defensores argumentam que a maioria das discordâncias sobre a viabilidade de uma ontologia superior pode ser atribuída à fusão de ontologia, linguagem e conhecimento, ou áreas de conhecimento muito especializadas: muitas pessoas, agentes ou grupos terão áreas de suas respectivas ontologias internas que não se sobrepõem. Se eles puderem cooperar e compartilhar um mapa conceitual, isso pode ser tão útil que supera quaisquer desvantagens decorrentes do compartilhamento. Na medida em que se torna mais difícil compartilhar conceitos, quanto mais profundamente se investiga, mais valioso esse compartilhamento tende a se tornar. Se o problema é tão básico quanto afirmam os oponentes das ontologias superiores, ele também se aplica a um grupo de humanos tentando cooperar, que pode precisar de assistência de máquina para se comunicar facilmente.

Se nada mais, tais ontologias estão implícitas na tradução automática , usada quando as pessoas não podem se comunicar na prática. Quer sejam "superiores" ou não, estes parecem propensos a proliferar.

Tabela de ontologias superiores formais

A tabela a seguir contém dados principalmente do artigo "A Comparison of Upper Ontologies" de V Mascardi, V Cordi e P Rosso (2007). Por favor, expanda a tabela se você tiver um projeto UO em andamento. Observe que a falta de novas versões não significa inatividade ou inutilidade. Portanto, as colunas precisarão de algum refinamento.

Nome lançamento inicial Último lançamento Desenvolvedor Foco Licença URLs Métricas Características distintas Versões
Ontologia de Sowa 1999 1999 John F. Sowa Fundamentos lógicos, filosóficos e computacionais gratuitamente UO de Sowa, 30 classes, 5 relações, 30 axiomas Elegância lógica, compacto
Cyc 1984 versão 6.1 em 2017.11.27 Empresa Cycorp (desde 1994) conhecimento de senso comum diário, com o objetivo de permitir que aplicativos de IA executem raciocínios semelhantes aos humanos proprietário cyc .com ,
cycorp .eu
300.000 conceitos, 3.000.000 afirmações (fatos e regras), 15.000 relações 12.000 synsets WordNet , enorme OpenCyc, ResearchCyc
YAMATO 1999 14.07.2012 Dr.Riichiro Mizoguchi Qualidade e quantidade, representações (coisas portadoras de conteúdo), objetos, processos e eventos ? YAMATO ? Conceitos de função
BFO 2002 versão 2.0 em 2015 Barry Smith et al. Ontologia de nível superior para promover a interoperabilidade de ontologias de domínio Licença BSD ontologia-formal-básica .org 34 categorias, 8 relações; formalizações nos formatos OWL, CLIF, OBO e Isabel base de usuários estabelecida muito grande; documentação completa Versão 2.0
essência 2007 Versão 9.4.0 em 2020 Semantic Arts, Inc. Ontologia superior minimalista, para sistemas de informação de empresas grátis, Creative Commons Share Alike www .semanticarts .com / gist / 143 classes, 132 propriedades, 9 classes primitivas, 18 classes raiz, 1690 axiomas Base para cerca de uma dúzia de ontologias corporativas importantes
DOLCE 2002 2017 Nicola Guarino e seus associados Capturar as categorias ontológicas subjacentes à linguagem natural e ao bom senso humano. CC-BY 4.0 www .loa .istc .cnr .it / dolce / overview .html 76 classes, 112 propriedades, 581 axiomas Suas categorias são artefatos cognitivos. DOLCE-Ultralite
BORO final dos anos 1980 e início dos anos 1990 Uma equipe de consultores da KPMG liderada por Chris Partridge Uma ontologia extensional (e, portanto, quadridimensional) que fornece um critério simples de identidade. www .borosolutions .net É construído sobre uma série de escolhas metafísicas claras para fornecer uma base sólida (metafísica).
COSMO Junho de 2020 Patrick Cassidy Ontologia de fundação que pode servir para permitir uma ampla interoperabilidade semântica geral. aberto e gratuito micra .com / COSMO / mais de 21.000 tipos (classes OWL), mais de 1300 relações e mais de 10.000 restrições. Está totalmente aberto, e quaisquer comentários ou sugestões de qualquer fonte são bem-vindos. Versão OWL
GFO 1999 2008 (em andamento) Heinrich Herre Incluindo muitos aspectos da filosofia recente Abrir www .onto-med .de / ontologies / gfo 2008 Sua conta de persistência e seu modelo de tempo. gfo.owl e gfo-basic.owl
IDEIAS Grupo IDEAS É de ordem superior, extensional e 4D. desenvolvido usando o Método BORO . A ontologia IDEAS não se destina a propósitos de raciocínio e inferência; seu propósito é ser um modelo preciso de negócio.
ISO 15926 2004 Outubro de 2019 Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia A representação das informações do ciclo de vida da planta de processo. Aberto (mas não gratuito) www .iso .org / standard / 29556 .html Um modelo genérico com 201 tipos de entidade. Para permitir a integração das informações do ciclo de vida, o modelo exclui todas as restrições de informações que são apropriadas apenas para aplicativos específicos dentro do escopo. ISO / TS 15926-4: 2019


MarineTLO 2011 versão 5.0 modificada em 2017 FORTH-ICS Fatos sobre espécies marinhas Abrir projetos .ics .forth .gr / ISL / MarineTLO / ≈ 5,5 milhões de triplos sobre espécies marinhas (≈ 54.000), ecossistemas, áreas de água, embarcações, etc. Pesquisa sobre espécies e biodiversidade. iMarineTLO


PROTON versão 3.0 Ontotext (Kiril Simov et.al.) Uma hierarquia de subsunção básica que fornece cobertura para a maioria dos conceitos de nível superior CC by3.0 www .ontotext .com / proton / protontop .html 25 classes e 77 propriedades Hierarquia de subsunção Versão 3.0


SUMO 2004 SUMO v 1.75 Grupo de trabalho IEEE P1600.1 Para pesquisas e aplicações em pesquisa, linguística e raciocínio. Código aberto. www .ontologyportal .org Total de termos: 13457, Total de axiomas: 193812, Total de regras: 6055 A maior ontologia pública formal existente hoje. Foi mapeado para todo o léxico do WordNet . UMO1.52


UMBELA 2008 versão 1.50 em 2016 Dinâmica Estruturada Relacionar informações de fontes distintas entre si. CC por 3.0 www .umbel .org Cerca de 35.000 conceitos de referência Projetado para fornecer pontos de mapeamento comuns para relacionar diferentes ontologias ou esquemas entre si, UMBEL 1,50


OVNI 2005 (tese de doutorado de Guizzardi) 2015 Giancarlo Guizzardi estendido por NEMO e BTU no laboratório LOA UFO-A = analisa construções de modelagem conceitual estrutural
UFO-B = ontologia de eventos
UFO-C = ontologia de aspectos sociais e intencionais
Incorporando desenvolvimentos de GFO, DOLCE e a Ontologia de Universais subjacentes ao OntoClean em uma única ontologia fundamental coerente. UFO-A
UFO-B
UFO-C



WordNet meados de 1980 Versão 3.1 em 2011 Universidade de Princeton Uma rede semântica baseada em princípios psicolinguísticos, Tipo BSD wordnet .princeton .edu 155 327 palavras organizadas em 175 979 synsets para um total de 207 016 pares de sentido de palavra; Não axiomaticamente preciso. Usado em pesquisas de processamento de linguagem natural . Versão 3.1
Taxonomia do sensor M3 2021-2012 Versão 4.6 em 2021 Eurecom Ontologia para fazer referência a dispositivos IoT em vários domínios, GNU GPLv3-like sensomeasurement .appspot .com? p = m3 Mais de 421 conceitos; Usado em projetos europeus, nacionais e projetos de pesquisa em vários domínios (por exemplo, saúde, robótica, cidade inteligente, casa inteligente, energia). Versão 4.6

Ontologias superiores disponíveis

Ontologia formal básica (BFO)

A estrutura da Ontologia Formal Básica (BFO) desenvolvida por Barry Smith e seus associados consiste em uma série de sub-ontologias em diferentes níveis de granularidade. As ontologias são divididas em duas variedades: relacionadas a entidades contínuas, como objetos tridimensionais duradouros, e entidades ocorrentes (principalmente), processos concebidos como desdobramentos em fases sucessivas ao longo do tempo. O BFO, portanto, incorpora perspectivas tridimensionais e quadridimensionais da realidade em uma única estrutura. As inter-relações são definidas entre os dois tipos de ontologias de uma forma que dá ao BFO a facilidade de lidar com as características estáticas / espaciais e dinâmicas / temporais da realidade. Uma ontologia de domínio contínuo descendente de BFO pode ser concebida como um inventário de entidades existentes em um momento. Cada ontologia ocorrente pode ser concebida como um inventário de processos que se desdobram em um determinado intervalo de tempo. O próprio BFO e cada uma de suas sub-ontologias de extensão podem ser concebidos como uma janela em uma certa parte da realidade em um determinado nível de granularidade. Os mais de 350 frameworks de ontologia baseados no BFO estão catalogados no site do BFO. Estes aplicam a arquitetura BFO a diferentes domínios por meio da estratégia de população descendente. A Cell Ontology, por exemplo, preenche a partir do BFO importando a ramificação do BFO que termina com o objeto e definindo uma célula como um subtipo de objeto. Outros exemplos de ontologias que estendem o BFO são a Ontologia para Investigações Biomédicas (OBI) e outras ontologias da Fundição de Ontologias Biomédicas Abertas . Além desses exemplos, o BFO e as extensões estão cada vez mais sendo usados ​​em domínios de defesa e segurança, por exemplo, na estrutura Common Core Ontology. O BFO também atua como o nível superior da Ontologia de Interface dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) desenvolvida pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente e da iniciativa Industrial Ontologies Foundry (IOF) da indústria de manufatura. O BFO foi documentado no livro-texto Building Ontologies with Basic Formal Ontology , publicado pela MIT Press em 2015.

BORO

A Ontologia de Referência de Objetos de Negócios é uma ontologia superior projetada para desenvolver modelos ontológicos ou semânticos para grandes aplicativos operacionais complexos que consiste em uma ontologia de topo, bem como em um processo para construir a ontologia. É construído sobre uma série de escolhas metafísicas claras para fornecer uma base sólida (metafísica). Uma escolha chave foi por uma ontologia extensional (e, portanto, quadridimensional ) que fornece um critério simples de identidade . Elementos dela apareceram em vários padrões. Por exemplo, o padrão ISO, ISO 15926 - Sistemas de automação industrial e integração - foi fortemente influenciado por uma versão anterior. O padrão IDEAS (Especificação de Arquitetura Corporativa de Defesa Internacional para troca) é baseado no BORO, que por sua vez foi usado para desenvolver o DODAF 2.0.

Modelo de Referência Conceitual CIDOC

Embora o "Modelo de referência conceitual orientado a objetos CIDOC" (CRM) seja uma ontologia de domínio , especializada para fins de representação de patrimônio cultural, um subconjunto denominado CRM Core é uma ontologia superior genérica, incluindo:

  • Espaço-Tempo - título / identificador, lugar, era / período, intervalo de tempo, relação com itens persistentes
  • Eventos - título / identificador, início / fim da existência, participantes (pessoas, individualmente ou em grupos), criação / modificação de coisas (físicas ou conceituais), relação com itens persistentes
  • Coisas materiais - título / identificador, lugar, o objeto de informação que a coisa material carrega, relações de parte, relação com itens persistentes
  • Coisas imateriais - título / identificador, objetos de informação (proposicionais ou simbólicos), coisas conceituais, relações de parte

Um item persistente é um item físico ou conceitual que tem uma identidade persistente reconhecida durante sua existência por sua identificação e não por sua continuidade ou observação. Um item persistente é comparável a um endurante.
Um objeto proposicional é um conjunto de afirmações sobre coisas reais ou imaginárias.
Um objeto simbólico é um signo / símbolo ou uma agregação de signos ou símbolos.

COSMO

COSMO (COmmon Semantic MOdel) é uma ontologia que foi iniciada como um projeto do grupo de trabalho COSMO do Grupo de Trabalho Coordenador de Ontologia e Taxonomia, com o objetivo de desenvolver uma ontologia de base que possa servir para possibilitar uma Interoperabilidade Semântica ampla e geral . A versão atual é uma ontologia OWL, mas uma versão compatível com Common-Logic é antecipada no futuro. A ontologia e os arquivos explicativos estão disponíveis no site do COSMO. O objetivo do grupo de trabalho COSMO era desenvolver uma ontologia de base por um processo colaborativo que permitiria representar todos os elementos básicos da ontologia que todos os membros sentem que são necessários para suas aplicações. O desenvolvimento do COSMO é totalmente aberto, e quaisquer comentários ou sugestões de qualquer fonte são bem-vindos. Após alguma discussão e contribuição dos membros em 2006, o desenvolvimento do COSMO foi continuado principalmente por Patrick Cassidy, o presidente do Grupo de Trabalho do COSMO. Contribuições e sugestões de qualquer parte interessada ainda são bem-vindas e incentivadas. Muitos dos tipos (classes OWL) no COSMO atual foram retirados do OpenCyc OWL versão 0.78 e do SUMO. Outros elementos foram retirados de outras ontologias (como BFO e DOLCE) ou desenvolvidos especificamente para COSMO. O desenvolvimento do COSMO inicialmente focou na inclusão de representações de todas as palavras no Dicionário Longman de Inglês Contemporâneo (LDOCE), vocabulário de definição controlado (2148 palavras). Essas palavras são suficientes para definir (linguisticamente) todas as entradas no LDOCE. A hipótese é que as representações ontológicas dos conceitos representados por esses termos serão suficientes para especificar os significados de qualquer elemento da ontologia especializada, servindo assim de base para a interoperabilidade semântica geral . A interoperabilidade via COSMO é habilitada usando o COSMO (ou uma ontologia derivada dele) como uma interlíngua pela qual outras ontologias de domínio podem ser traduzidas nos termos umas das outras e, assim, comunicar-se com precisão. À medida que novos domínios são vinculados ao COSMO, primitivas semânticas adicionais podem ser reconhecidas e adicionadas à sua estrutura. A versão OWL atual (janeiro de 2021) do COSMO tem mais de 24.000 tipos (classes OWL), mais de 1350 relações e mais de 21.000 restrições. O próprio COSMO (COSMO.owl) e outros arquivos relacionados e explicativos podem ser obtidos no link COSMO na seção Links Externos abaixo.

Cyc

Uma ontologia bem conhecida e bastante abrangente disponível hoje é Cyc , um sistema proprietário em desenvolvimento desde 1986, que consiste em uma ontologia de base e várias ontologias de domínio específico (chamadas microteorias ). Um subconjunto dessa ontologia foi lançado gratuitamente sob o nome OpenCyc , e uma versão mais ou menos completa é disponibilizada para uso não comercial gratuito sob o nome ResearchCyc .

DOLCE

Ontologia Descritiva para Engenharia Linguística e Cognitiva (DOLCE) é uma ontologia fundamental concebida em 2002 no contexto do projeto WonderWeb EU, desenvolvido por Nicola Guarino e seus associados no Laboratório de Ontologia Aplicada (LOA). Como implícito em sua sigla, DOLCE é orientado para capturar as categorias ontológicas subjacentes à linguagem natural e ao bom senso humano . DOLCE, no entanto, não se compromete com uma metafísica estritamente referencialista relacionada à natureza intrínseca do mundo. Em vez disso, as categorias que ele introduz são consideradas artefatos cognitivos, que dependem, em última instância, da percepção humana, impressões culturais e convenções sociais. Nesse sentido, pretendem ser apenas noções descritivas (vs prescritivas ), que dão suporte à especificação formal de conceituações de domínio.

DOLCE-Ultralite, projetado por Aldo Gangemi e colegas do Laboratório de Tecnologia Semântica do Conselho Nacional de Pesquisa (Itália), é a versão Web Ontology Language (OWL) do DOLCE. Ele simplifica alguns axiomas modais do DOLCE e o estende para cobrir a estrutura de Descrições e Situações, também projetada no projeto WonderWeb. O DOLCE-Ultralite é a fonte de alguns padrões de projeto de ontologias centrais e é amplamente adotado em projetos de ontologia em todo o mundo.

Ontologia Formal Geral (GFO)

A ontologia formal geral (GFO), desenvolvida por Heinrich Herre e seus colegas do grupo de pesquisa Onto-Med em Leipzig , é uma ontologia realista que integra processos e objetos. Tenta incluir muitos aspectos da filosofia recente, o que se reflete tanto em sua árvore taxonômica quanto em suas axiomatizações. O GFO permite diferentes axiomatizações de suas categorias (como a existência de intervalos de tempo atômicos vs. tempo denso ). Os princípios básicos do GFO são publicados no Onto-Med Report Nr. 8 e em "General Formal Ontology (GFO): A Foundational Ontology for Conceptual Modeling".

Duas especialidades do GFO, entre outras, são sua conta de persistência e seu modelo de tempo. Em relação à persistência, a distinção entre endurantes (objetos) e perdurantes (processos) é explicitada no GFO pela introdução de uma categoria especial, um persistente. Um persistente é uma categoria especial com a intenção de que suas instâncias "permaneçam idênticas" (ao longo do tempo). Com relação ao tempo, os intervalos de tempo são considerados primitivos no GFO e os pontos no tempo (chamados "limites de tempo") como derivados. Além disso, os pontos de tempo podem coincidir, o que é conveniente para modelar mudanças instantâneas.

essência

A essência é desenvolvida e apoiada pela Semantic Arts . gist (não um acrônimo - significa obter a essência de) é uma “ontologia superior minimalista”. A essência é voltada para sistemas de informação empresarial, embora tenha sido aplicada a aplicativos de fornecimento de saúde. Os principais atributos da essência são:

  1. é pequeno (são 143 classes e 132 propriedades)
  2. é abrangente (a maioria das empresas não encontrará a necessidade de criar classes primitivas adicionais, mas descobrirá que a maioria de suas classes pode ser definida e derivada da essência)
  3. é robusto - todas as classes descendem de 18 classes "raiz", que são em sua maioria mutuamente disjuntas. Isso ajuda muito na detecção de erros subsequentes. Existem 1.690 axiomas, e ele usa quase todos os construtos DL (é SROIQ (D))
  4. é concreto - a maioria das ontologias superiores começa com conceitos filosóficos abstratos com os quais os usuários devem se comprometer para usar a ontologia. A essência começa com classes concretas que a maioria das pessoas já faz, ou com as quais poderia concordar, como Pessoa, Organização, Local, Coleção, Unidade de Medida e assim por diante)
  5. não é ambíguo - termos ambíguos (como “termo”) foram removidos porque são frequentemente sobrecarregados e confusos. Além disso, os termos que frequentemente têm definições diferentes em empresas diferentes (como cliente e pedido) foram removidos, também para reduzir a ambigüidade.
  6. é compreensível - além de ser construído sobre primitivos concretos, geralmente entendidos como primitivos, é pequeno o suficiente para ser facilmente compreendido em sua totalidade.

A essência foi usada para construir ontologias empresariais para várias das principais agências comerciais e governamentais, incluindo: Procter & Gamble, Sentara Healthcare, Departamento de Trabalho e Indústrias do Estado de Washington, LexisNexis, Sallie Mae e duas grandes empresas de Serviços Financeiros. A essência está disponível gratuitamente com uma licença Creative Commons de compartilhamento semelhante. A essência é ativamente mantida e está em uso há mais de 10 anos. Em outubro de 2020, ele estava na versão 9.4.

gist foi o assunto de um artigo que explora como fazer a ponte entre as diferenças de modelagem entre ontologias. Em um artigo que descreve a metodologia OQuaRE para avaliar ontologias, a ontologia de unidade de medida essencial (naquele momento, um módulo separado) teve a maior pontuação na avaliação manual contra 10 outras ontologias de unidade de medida e teve pontuação acima da média na avaliação automatizada. Os autores afirmam: "Esta ontologia pode ser facilmente testada e validada, seu conhecimento pode ser efetivamente reutilizado e adaptado para diferentes ambientes especificados".

IDEIAS

A ontologia superior desenvolvida pelo Grupo IDEAS é de ordem superior , extensional e 4D . Foi desenvolvido usando o Método BORO . A ontologia IDEAS não se destina a propósitos de raciocínio e inferência; seu propósito é ser um modelo preciso de negócio.

ISO 15926

ISO 15926 é um padrão internacional para a representação de informações do ciclo de vida da planta de processo . Essa representação é especificada por um modelo de dados conceitual genérico que é adequado como base para implementação em um banco de dados compartilhado ou armazém de dados. O modelo de dados é projetado para ser usado em conjunto com dados de referência: instâncias padrão que representam informações comuns a vários usuários, plantas de processo ou ambos. O suporte para uma atividade de ciclo de vida específica depende do uso de dados de referência apropriados em conjunto com o modelo de dados. Para permitir a integração das informações do ciclo de vida, o modelo exclui todas as restrições de informações que são apropriadas apenas para aplicativos específicos dentro do escopo. ISO 15926-2 define um modelo genérico com 201 tipos de entidade. Foi elaborado pelo Comitê Técnico ISO / TC 184, Sistemas de automação industrial e integração, Subcomitê SC 4, Dados industriais.


MarineTLO

MarineTLO é uma ontologia superior para o domínio marinho (também aplicável ao domínio terrestre), desenvolvida pelo Laboratório de Sistemas de Informação do Instituto de Ciência da Computação, Fundação para a Pesquisa e Tecnologia - Hellas ( FORTH-ICS ). Seu objetivo é atender à necessidade de ter conjuntos integrados de fatos sobre as espécies marinhas e, assim, auxiliar na pesquisa sobre as espécies e a biodiversidade . Ele fornece um modelo central unificado e coerente para mapeamento de esquema que permite formular e responder a perguntas que não podem ser respondidas por nenhuma fonte individual.

PROTON

PROTON (PROTo ONtology) é uma hierarquia de subsunção básica que fornece cobertura da maioria dos conceitos de nível superior necessários para anotação semântica, indexação e recuperação.

SUMO (Ontologia mesclada superior sugerida)

A sugestão de ontologia superior mesclada (SUMO) é outro projeto abrangente de ontologia. Inclui uma ontologia superior , criada pelo grupo de trabalho IEEE P1600.1 (originalmente por Ian Niles e Adam Pease ). Ele é estendido com muitas ontologias de domínio e um conjunto completo de links para WordNet. É um código aberto.

UMBELA

Upper Mapping and Binding Exchange Layer ( UMBEL ) é uma ontologia de 28.000 conceitos de referência que mapeia para um subconjunto simplificado da ontologia OpenCyc , que se destina a fornecer uma maneira de vincular a ontologia OpenCyc precisa com ontologias menos formais. Ele também possui mapeamentos formais para Wikipedia , DBpedia , PROTON e GeoNames . Ele foi desenvolvido e mantido como código aberto pela Structured Dynamics.

UFO (Ontologia Fundamental Unificada)

A Ontologia Fundamental Unificada (UFO), desenvolvida por Giancarlo Guizzardi e associados, incorporando desenvolvimentos do GFO, DOLCE e da Ontologia de Universais subjacentes ao OntoClean em uma única ontologia fundamental coerente. As categorias principais de OVNIs (UFO-A) foram caracterizadas completamente formalmente no Ph.D. de Giancarlo Guizzardi. Tese e estendida no Grupo de Pesquisa em Ontologia e Modelagem Conceitual (NEMO) no Brasil com cooperadores da Brandenburg University of Technology (Gerd Wagner) e Laboratory for Applied Ontology (LOA). UFO-A foi empregado para analisar construções de modelagem conceitual estrutural, como tipos de objetos e relações taxonômicas, associações e relações entre associações, papéis, propriedades, tipos de dados e entidades fracas, e relações de parte entre objetos. Desenvolvimentos mais recentes incorporam uma ontologia de eventos em UFO (UFO-B), bem como uma ontologia de aspectos sociais e intencionais (UFO-C). A combinação de UFO-A, B e C tem sido usada para analisar, redesenhar e integrar modelos conceituais de referência em uma série de domínios complexos, por exemplo, Modelagem Empresarial, Engenharia de Software, Ciência de Serviços, Petróleo e Gás, Telecomunicações e Bioinformática. Outro desenvolvimento recente visava a uma descrição clara dos serviços e conceitos relacionados a serviços, e fornecia uma descrição da noção de serviço baseada em compromisso (UFO-S). UFO é a ontologia fundamental para OntoUML , uma linguagem de modelagem de ontologias.

WordNet

WordNet , um banco de dados disponível gratuitamente originalmente projetado como uma rede semântica baseada em princípios psicolingüísticos , foi expandido pela adição de definições e agora também é visto como um dicionário . Ela se qualifica como uma ontologia superior por incluir os conceitos mais gerais, bem como os conceitos mais especializados, relacionados entre si não apenas pelas relações de subsunção , mas também por outras relações semânticas, como parte de e causa. No entanto, ao contrário de Cyc, não foi formalmente axiomatizado de modo a tornar precisas as relações lógicas entre os conceitos. Tem sido amplamente utilizado na pesquisa de processamento de linguagem natural .

YAMATO (mais uma ontologia superior mais avançada)

YAMATO é desenvolvido por Riichiro Mizoguchi, anteriormente no Instituto de Pesquisa Científica e Industrial da Universidade de Osaka , e agora no Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia do Japão . As principais características do YAMATO são:

  1. uma descrição avançada de qualidade, atributo, propriedade e quantidade,
  2. uma ontologia de representação,
  3. uma descrição avançada de processos e eventos,
  4. o uso de uma teoria de papéis .

YAMATO tem sido amplamente utilizado para desenvolver outras ontologias mais aplicadas, como uma ontologia médica, uma ontologia de gene, uma ontologia de aprendizagem / teorias instrucionais, uma ontologia da ciência da sustentabilidade e uma ontologia do domínio cultural.

Ferramentas de ontologia superior / fundamental

INÍCIO

ONSET, a ferramenta básica de seleção e explicação de ontologias, auxilia o desenvolvedor de ontologias de domínio na seleção da ontologia básica mais apropriada. O desenvolvedor da ontologia de domínio fornece os requisitos / respostas a uma ou mais perguntas, e o ONSET calcula a seleção da ontologia básica apropriada e explica por quê. A versão atual (v2 de 24 de abril de 2013) inclui DOLCE, BFO, GFO, SUMO, YAMATO e essência.

ROMULUS

ROMULUS é um repositório de ontologia fundamental que visa melhorar a interoperabilidade semântica. Atualmente, existem três ontologias fundamentais no repositório: DOLCE, BFO e GFO. Os recursos do ROMULUS incluem:

  1. Ele fornece uma visão de alto nível das ontologias fundamentais com apenas os conceitos mais gerais comuns a todas as ontologias fundamentais implementadas.
  2. Ontologias fundamentais em ROMULUS são modularizadas.
  3. A mediação da ontologia básica foi executada. Isso inclui alinhamento, mapeamento, fusão, metadados pesquisáveis ​​e um método de intercambialidade para ontologias básicas.
  4. ROMULUS fornece taxonomias detalhadas de cada ontologia fundamental para permitir uma navegação fácil nas ontologias fundamentais.
  5. ROMULUS permite que você baixe cada módulo de ontologia fundamental, incluindo as ontologias fundamentais integradas.
  6. Metadados pesquisáveis ​​de cada ontologia fundamental estão disponíveis.
  7. Uma comparação das ontologias básicas incluídas está disponível.


Dicionário do Sensor M3 IoT (Ontologia Superior para IoT)

A M3 (Machine-to-Machine Measurement) desenhou um padrão para classificar os sensores para o domínio da energia: para cada sensor, fornecemos as medições produzidas e a unidade associada; também lidamos com sinônimos. Além disso, referenciamos para cada sensor a fonte de conhecimento que o usa (por exemplo, projetos anteriores referenciados no catálogo de projetos IoT baseados em ontologia (consulte o catálogo de ontologias LOV4IoT) e mecanismos de raciocínio para interpretar os dados do sensor de energia (consulte o projeto SLOR de descoberta de regras) . M3 está alinhado a várias ontologias, como W3C SSN, SAREF, DC, MUO, QUDT, UCUM, etc.

Fonte: Padronizando Aplicativos Genéricos de Domínio Cruzado na Internet das Coisas [Gyrard et al., Globecom Standard Workshop 2014] Fonte: Enriquecer dados máquina a máquina com tecnologias de web semântica para aplicativos de domínio cruzado [Gyrard et al., WF-IoT 2014] Demonstrador: http://sensormeasurement.appspot.com/?p=m3

Veja também

links externos

Referências