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Eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien

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Folien zu einer Präsentation über Formale Ontologien und deren Einsatzmöglichkeiten in der Linguistik, gehalten im Semantikkolloqium im April 2008. …

Folien zu einer Präsentation über Formale Ontologien und deren Einsatzmöglichkeiten in der Linguistik, gehalten im Semantikkolloqium im April 2008.

Bei den Folien handelt es sich nicht um die finale Version, daher ist die Literaturliste unvollständig und es fehlen Quellennachweise für die Bilder (u.a. von Wikipedia, einem Vortrag von Douglas Lenat und aus einem Paper zur dbpedia). Wie man sehen kann, kommt slideshare scheinbar nicht so gut mit den Folien zurecht (pdflatex + beamer-Paket -> pdf), sobald ich die tex-Dateien in einem alten Backup wiederfinden sollte, werde ich mal an den Einstellungen schrauben und die Datei neu hochladen, bis dahin enpfiehlt sich der Download der PDF.

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  • 1. Einführung formale Ontologien kurzer historischer Überblick General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Fazit eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien Denis Brumann <mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de> 5. April 2008 Denis Brumann <mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de> eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 2. Einführung formale Ontologien kurzer historischer Überblick General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Fazit Ontologien in der Philosophie Beschreibung der Grundstrukturen der Realität und fundamentaler Typen von Entitäten realistischer Ansatz nimmt an, dass sich Grundstrukturen durch Erfahrung zeigen und in sprachlicher Form angemessen widerspiegeln (z.B. Aristoteles) konstruktivistischer Ansatz lehrt, dass die Grundstrukturen des Seienden nur Projektionen des Denkens über die Sprache in die Welt sind Denis Brumann <mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de> eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 3. Einführung formale Ontologien kurzer historischer Überblick General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Fazit Ontologien in der Informatik 1984: Beginn des CYC-Projekts unter Douglas Lenat der Versuch eine umfassende Ontologie zur Modellierung von alltäglichem common-sense-Wissen zu entwickeln http://video.google.com/videoplay?docid=770438861504949 (Vortrag: Computers vs. Common Sense) bereits seit den 1960er Jahren Forschung an Expertensystemen, seit den 1980ern Forschung an Ontologien als Knowledge Base seit den 90ern Verwendung von Ontologien insbesondere für medizinische Expertensysteme (ULMS, SNOMED, etc.) Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 4. Einführung Aufbau formale Ontologien Denition General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web Fazit Inferenz oder sophisticated querying semiotisches Dreieck formale Ontologien Ontologien bilden die Mittler-Schicht zwischen Symbol und Ding Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 5. Einführung Aufbau formale Ontologien Denition General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web Fazit Inferenz oder sophisticated querying wesentliche Struktur es können Taxonomien und Meronymien aus Klassen (Konzepten) gebildet werden mittels Relationen können Aussagen über Konzepte gemacht werden: is-a, has-a, . . . Konzepte sind über Relationen miteinander verbunden Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 6. Einführung Aufbau formale Ontologien Denition General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web Fazit Inferenz oder sophisticated querying Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 7. Einführung Aufbau formale Ontologien Denition General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web Fazit Inferenz oder sophisticated querying Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 8. Einführung Aufbau formale Ontologien Denition General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web Fazit Inferenz oder sophisticated querying Denition Eine Ontologie ist ein formal deniertes System aus Relationen und Konzepten, welches zusätzlich Regeln zur Wahrung der Integrität und für Inferenz bereitstellt. Dabei sind Relationen Aussagen (Fakten), welche zwei oder mehrere Konzepte miteinander verbinden. Eine Inferenz ist eine Schlussfolgerung, die aus Aussagen eine neue Aussage herleitet. nach: Uschold, M. (1996), Ontologies: Principles, Methods and Applications Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 9. Einführung Aufbau formale Ontologien Denition General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web Fazit Inferenz oder sophisticated querying Wofür braucht man formale Ontologien? Formalisierung und Systematisierung von Wissen über eine Domäne Schaung eines Denitionskonsens für eine bestimmte Domäne semantische Suche auf Daten (Common-Sense-Reasoning) maschinen verständliche Wissensbasis weitere positive Eigenschaften formaler Ontologien Wiederverwendbarkeit und Erweiterbarkeit interoperables und oenes Verteilen von Daten möglich Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 10. Einführung Aufbau formale Ontologien Denition General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web Fazit Inferenz oder sophisticated querying W3C und die Idee des Semantic Web Erweiterung des Internets durch semantische Verknüpfung der enthaltenen Daten formale Ontologien und oene Formate als wesentlicher Bestandteil Unterschied zwischen Internet und Semantic Web Internet dient lediglich dem Austausch von Daten (Information Interchange) Im Semantic Web werden Daten verknüpft (web of data) Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 11. Einführung Aufbau formale Ontologien Denition General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web Fazit Inferenz oder sophisticated querying Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 12. Einführung Aufbau formale Ontologien Denition General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web Fazit Inferenz oder sophisticated querying eXtensible Markup Language (XML) Metasprache zur Auszeichnung hierarchisch gegliederter Daten. (W3C-Spezikation) rein syntaktische Darstellung → muss gegen ein Schema geneigt interpretiert werden Resource Description Framework (RDF) Zerlegung von Aussagen in Bestandteile (Subjekt, Prädikat und Objekt) ordnet Aussagen in eine Ontologie ein Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 13. Einführung Aufbau formale Ontologien Denition General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web Fazit Inferenz oder sophisticated querying Web Ontology Language (OWL) Ontologiebeschreibungssprache (kompatibel zu RDF-Schema) ermöglichen Inferenz (logisches Reasoning) über Daten auf Basis von Beschreibungslogik verschiedene Version mit unterschiedlicher Mätchtigkeit des Reasoners (OWL-Full, OWL-DL und OWL-Lite) Protégé Ontologie-Editor entwickelt an der Universität Stanford http://protege.stanford.edu/ Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 14. Einführung Aufbau formale Ontologien Denition General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web Fazit Inferenz oder sophisticated querying Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 15. Einführung Aufbau formale Ontologien Denition General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web Fazit Inferenz oder sophisticated querying Inferenz auf formale Ontologien durch Vernetzung der Daten ist eine Inferenz (deduktives Schliessen) auf Ergebnisse möglich auch relevant für Natural Language Processing (NLP) Query-Sprachen (z.B. SPAQRL), vergleichabr mit klassischen Datenbankanfragen (SQL-92) Beispiel das folgende Beispiel stammt aus einem Vortrag der CYC-Foundataion Anfragen über eigene Query-Sprachen (z.B. SPAQRL), vergleichabr mit klassischen Datenbankanfragen Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 16. Einführung Aufbau formale Ontologien Denition General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web Fazit Inferenz oder sophisticated querying Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 17. Einführung Aufbau formale Ontologien Denition General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web Fazit Inferenz oder sophisticated querying Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 18. Einführung Aufbau formale Ontologien Denition General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web Fazit Inferenz oder sophisticated querying Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 19. Einführung Aufbau formale Ontologien Denition General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web Fazit Inferenz oder sophisticated querying DBpedia erweiterte Suche nach Daten aus der Wikipedia, komplexe Queries über SPAQRL-Anfragen möglich http://wikipedia.3ba.se/index.php?qid=8 Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 20. Einführung Aufbau formale Ontologien Denition General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web Fazit Inferenz oder sophisticated querying Fussballspieler mit der Trikotnr. 11 der für einen Verein spielt(e) deren Stadion mindestens 40.000 Platz Sitzkapazität und dessen Geburtsort mehr als 1 Mio. Einwohner hat . . . Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 21. Einführung Aufbau formale Ontologien Denition General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web Fazit Inferenz oder sophisticated querying Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 22. Einführung formale Ontologien Aufbau der Ontologie General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Anwendung und Erweiterung Fazit http://www.linguistics-ontology.org/ technische Grundlagen verwendet SUMO als Top-Level-Ontologie a aktuelle Version 0.45 enthält hauptsächlich Konzepte für morphosyntaktische Eigenschaften erweiterbar durch sogenannte COPEs (Community Project Extension) dient der Beschreibung von Daten wie z.B. interlinearglossierter Texte a OWL-Variante, also eingeschränkte Inferenzmöglichkeiten Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 23. Einführung formale Ontologien Aufbau der Ontologie General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Anwendung und Erweiterung Fazit Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 24. Einführung formale Ontologien Aufbau der Ontologie General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Anwendung und Erweiterung Fazit Hauptkategorien: data constructs metaconcepts expressions grammar Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 25. Einführung formale Ontologien Aufbau der Ontologie General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Anwendung und Erweiterung Fazit data constructs beinhaltet Konstrukte zur Analyse linguistischer Daten, z.B. Paradigmen, Lexika und feature-Strukturen wird benötigt für die Relation zwischen versch. Konzepten, z.B. Beziehung zwischen Lexeme und Stem metaconcepts grundlegende Konzepte für linguistische Analyse beinhaltet z.B. das Konzept Sprache [2]: set of data associated with a common grammatical pattern Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 26. Einführung formale Ontologien Aufbau der Ontologie General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Anwendung und Erweiterung Fazit expressions Beschreibung von LinguisticExpression, also von Morphemen, Phonemen, Wörtern, Phrasen, etc. aufgeteilt in zwei Subklassen WrittenLinguisticExpression und WrittenLinguisticExpression grammar abstrakte Eigenschaften und Relationen einer Sprache enthält keine Grammatiktheorie, sondern ist vielmehr ein Framework für individuelle grammatische Phänomene ermöglicht das Vergleichen und Finden von gemeinsamen Beziehungen versch. Grammatiktheorien Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 27. Einführung formale Ontologien Aufbau der Ontologie General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Anwendung und Erweiterung Fazit aktuelle Anwendungen: ODIN Verwendung in ODIN (Datenbank für interlinearglossierte Texte) http://www.csufresno.edu/odin/ aktuelle Anwendungen: OntoELAN OntoELAN (linguistische Annotation von Multimediadaten http://database.cs.wayne.edu/proj/ontoelan/ http://database.cs.wayne.edu/proj/ontoelan/demo2.swf Erweiterungen Ethnologue-COPE: Metadaten zu Sprachen in GOLD WALS-COPE: Versuch die über 140 Datenbanken aus WALS gegen eine Ontologie zu mappen Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 28. Einführung formale Ontologien Aufbau der Ontologie General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Anwendung und Erweiterung Fazit Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 29. Einführung formale Ontologien General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Fazit Probleme mit formalen Ontologien (formalsemantische) Beschreibung grundlegendet Entitäten: Allen, Hayes (1989). Moments and points in an interval-based temporal logic Haslanger (2003). Persistence through Time Vielzahl verschiedener Ontologien → Konsistenz der Beschreibungen Mehraufwand durch zusätzliche Annotation von Daten Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 30. Einführung formale Ontologien General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Fazit mögliche Einsatzgebiete in der Linguistik (automatische) Sprachverarbeitung natürlicher Sprache (keine reine Syntaxanalyse, sondern Bezug auf Semantik) Sprachdokumentation (kollaboratives Wissensmanagement) und Suche nach Sprachdaten über das Internet Annotation von Multimediadaten (siehe OntoELAN) Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
  • 31. Einführung formale Ontologien General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Fazit Cysouw, Michael A., Good, Je, Albu, Mihai and Bibiko, Hans-Jörg (2005). Can GOLD cope with WALS? Retrotting an ontology onto the World Atlas of Language Structures. Proceeding of EMELD 2005. proceedings Farrar, Scott and Langendoen, Terry (2003). A Linguistic Ontology for the Semantic Web. GLOT International. 7 (3), pp.97-100. Scott Farrar and William D. Lewis (2007) The GOLD Community of Practice: An Infrastructure for Linguistic Data on the Web. Language Resources and Evaluation. Fox, Chris (2000). The Ontology of Language: properties, individuals and discourse. Cambridge University Press Uschold, M. and Gruninger, M. (1996). Ontologies: Principles, Methods and Applications. Knowledge Engineering Review Vol. 11 Denis Brumann mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien