Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

オントロジー研究20年の歩みと今後の展望

600 views

Published on

2018年8月7日(火)
第45回人工知能学会・セマンティックウェブとオントロジー(SWO)研究会
特別講演

Published in: Technology
  • Be the first to comment

オントロジー研究20年の歩みと今後の展望

  1. 1. オントロジー研究20年の 歩みと今後の展望 大阪大学産業科学研究所 知識科学研究分野 古崎晃司 2018/8/7 1 2018年8月7日(火) 第45回人工知能学会・SWO研究会
  2. 2. 自己紹介  学会活動  人工知能学会セマンティックウェブとオントロジー(SWO) 研究会,幹事(2010-2016),主査(2016-2018)  日本医療情報学会「医用知能情報学研究会」/人工知能学会 「医用人工知能(AIMED)究会」,幹事(2015-)  Joint International Semantic Technology Conference (JIST) Program Chair(2015),General Chair(2018) 研究成果として 公開中のソフト  古崎晃司 @koujikozaki  所属:大阪大学産業科学研究所・准教授  専門:オントロジー工学 22018/8/7
  3. 3. JIST2018:The 8th Joint International Semantic Technology Conference Nov 26 - 28, 2018, Awaji City, Hyogo, Japan 会場:淡路夢舞台国際会議場 論文投稿締切 2018/8/7 概要投稿 2018/8/17 論文投稿 特別セッション - Open Government Data - Question Answering and ChatBots - Semantic Web for Life Sciences - Resource-aware Semantic Technologies 2018/8/7 3
  4. 4. コミュニティ活動  LODチャレンジ(2011~)  LOD技術普及を目的とした,日本初 のオープンデータのコンテストの運営.  応募作品数の累計:1000以上  LOD活用のワークショップ(2013~)  大阪を中心に,市民参加型のワーク ショップを毎年3~4回開催.  協力:大阪市,枚方市,高槻市,など  アーバンデータチャレンジ大阪ブロック  シビックテック活動(2014~)  IT技術を活用した,市民の手による 社会課題解決の活動に従事.  大阪市主催のCivicTechアプリコンテス トにてグランプリを受賞.  Code for OSAKA 2018/8/7 4
  5. 5. 講演概要  講演のねらい  これまでのオントロジー研究の流れを振り返り, 各研究フェーズでの感じた所感を通して, これからのオントロジー研究の展望を考える.  講演内容  オントロジー・セマンティックウェブ研究の動向概要 ×  古崎がこれまで取り組んできた研究内容  自身の研究に与えた影響  当時に感じた研究課題  これからのオントロジー研究で目指したいこと 2018/8/7 5 各研究フェーズ での所感
  6. 6. オントロジー研究の動向  1992- オントロジー研究の黎明期  知識の共有と再利用ワークショップ(KBS研究会,1992)[1]  An Ontology as “An explicit specification of a conceptualization”(Gruber,1993)  2001- セマンティックウェブ  Semantic Web Working Symposium (2001)  1st International Semantic Web Conference(ISWC2002)  セマンティックウェブとオントロジー(SWO)研究会(2002-)  2007- Linked Data  DBpedia(2007-)  LODクラウド(2007-)  LODチャレンジ(2011-)  2012- Knowledge Graph  Google Knowledge Graph開始(2012) 2018/8/7 6 [1]元田 浩,溝口 理一郎,西田 豊明 :知識の共有と再利用のワークショップ報告, 人工知能学会誌,8(5),pp.666 – 671,1993.
  7. 7. 古崎の研究テーマ  1992- オントロジー研究の黎明期  1997卒論:ネットワークベースのオントロジー共同構築環境の試作  1999修論:「関係」記述に関する基礎的考察に基づくオントロジー 構築・利用環境の開発  2001- セマンティックウェブ  2002博士論文:ロール・関係概念理論に基づくオントロジー記述環 境の開発と利用に関する研究  2004:オントロジー構築利用環境「法造」(正式版)の公開  2002-2007:ナノテクノロジーオントロジー  2006-継続中:臨床医学オントロジーの構築と利用  2007- Linked Data  2007-継続中:サスティナビリティ・オントロジーの構築  2011-LODチャレンジ  2012- Knowledge Graph  2012-2017 生物規範工学オントロジーの構築  2014-継続中:ライフサイエンスのLOD/オントロジー 2018/8/7 7
  8. 8.  1992- オントロジー研究の黎明期  1997卒論:ネットワークベースのオントロジー共同構築環境の試作  1999修論:「関係」記述に関する基礎的考察に基づくオントロジー 構築・利用環境の開発  2001- セマンティックウェブ  2002博士論文:ロール・関係概念理論に基づくオントロジー記述環 境の開発と利用に関する研究  2004:オントロジー構築利用環境「法造」(正式版)の公開  2002-2007:ナノテクノロジーオントロジー  2006-継続中:臨床医学オントロジーの構築と利用  2007- Linked Data  2007-継続中:サスティナビリティ・オントロジーの構築  2011-LODチャレンジ  2012- Knowledge Graph  2012-2017 生物規範工学オントロジーの構築  2014-継続中:ライフサイエンスのLOD/オントロジー 2018/8/7 8 オントロジー構築ツール +基礎理論 各種領域での オントロジー構築 Linked Open Data とオントロジー 古崎の研究テーマ
  9. 9.  2002-2007 ナノテクノロジーオントロジーの構築  NEDO「材料技術の知識の構造化」  2006-継続中 臨床医学オントロジーの構築  共同研究:東京大学医学研究科  2007-2009 サスティナビリティ・オントロジーの構築  共同研究:大阪 大学サスティナビリティ・サイエンス研究機構(RISS)  2007-2010 文科省:統合データベース整備事業・統合医科学データベース の構築  共同研究:東京医科歯科大学・大阪大学大学院医学系研究科  2008-2012 蛋白実験プロトコールオントロジーの構築  共同研究:大阪大学蛋白質研究所(文科省:ターゲットタンパクプロジェクト)  2008-2010 バイオ燃料オントロジーの構築  環境省:Hc-082「アジア太平洋地域における地球温暖化の持続可能な発展のため のバイオ燃料利用戦略に関する研究」(研究代表者:東京大学・武内和彦教授)  2009-2011 災害リスクオントロジーの構築  共同研究:防災科学研究所  2012-2017 生物規範工学オントロジーの構築  科研新学術領域  2013-2015 情報リテラシーリスクオントロジーの構築  共同研究(科研費):山形大学 2018/8/7 9 その他のオントロジー構築実績
  10. 10. 現在進行中の研究内容  ①オントロジー工学の基礎理論  基礎理論:ロール理論【JAIST,立命大】  構築方法論:オントロジー洗練支援,半自動構築  ②オントロジー構築・利用ソフトウェアの開発  オントロジー構築ツール「法造」および利用API  Linked Open Data (LOD)関連ツール  ③各領域でのオントロジー・LODの構築,および応用システム開発  サステナビリティ・サイエンス(環境分野)オントロジー【地球研】  生物規範工学オントロジーに基づくDB【科学博物館,JAIST,立命大】  臨床医学オントロジーの構築と利用【東大,JAIST】  バイオインフォマティクスDB・オントロジー【NBDC, JST, DBCLS, 理研】  行政オープンデータの活用・地域課題解決【電通大,大阪市,他】  オープンデータを活用した産官学民の共創【大阪大学内PJ】 2018/8/7 10 【 】:主な共同研究・連携先
  11. 11. 研究概要  研究方針  オントロジー工学の基礎理論に基づいた, オントロジー構築・利用ツール(「法造」)の開発 と,それを用いた応用研究の実践.  研究内容  ①オントロジー工学の基礎理論  ②オントロジー構築・利用環境「法造」の開発  ③各種領域でのオントロジー・Linked Data (Knowledge Graph)の構築,および, 応用システムの開発 2018/8/7 11
  12. 12. オントロジー研究の黎明期 1996~2000 2018/8/7 12
  13. 13. 2018/8/7 13 オントロジーの定義  哲学用語:「存在論」  人工知能分野  「概念化の明示的記述」 (An explicit specification of conceptualization) by T. Gruber(1993)  オントロジー工学  人間が対象世界をどのように見ているかという根 源的な問題意識を持って物事をその成り立ちから 解き明かし,それをコンピュータと人間が理解を共 有できるように書き記したもの (『オントロジー工学(2005)』:溝口理一郎)
  14. 14. 知識記述とオントロジー  知識記述(モデル化)  知識処理には,対象世界のモデル化(知識記述)が必要.  知識の共有・有効活用には,一貫性をもったモデル化が重要.  オントロジーの役割  対象世界をどのように捉えたか(概念化したか)を明示し, 一貫性を持って知識(インスタンスモデル)を記述するため の共通概念や規約(記述ルール)を提供する 対象世界 <item rdf:about="http://www.kanzaki.com/bass/"> <title>コントラバスの話</title> <link>http://www.kanzaki.com/bass/</link> <description> コントラバスに関する基礎知識、 エッセイなどを集めた 楽しくてためになるセクション </description> </item> <channel rdf:about="http://www.kanzaki.com/info/rss.rdf"> …省略… <items> <rdf:Seq> <rdf:li rdf:resource="http://www.kanzaki.com/bass/"/> …省略… </rdf:Seq></items> </channel> オントロジー 知識 (インスタンスモデル) 知識記述 (モデル化) 概念化 2018/8/7 14
  15. 15. 2018/8/7 起動画面 グラフパネル 定義パネル (IE3.0 for Windows95 での実行画面) マップパネル ソートパネルテキストパネル 範囲・目的の表示 研究テーマ:1996- オントロジー記述環境の開発
  16. 16. 2018/8/7 石油精製プラントオントロジー <プラントオントロジー> 概念数約400の プラントオントロジーを構築[佐野99] 16
  17. 17. 2018/8/7 プラントモデルの構築 プラントオントロジーを基に 石油精製プラントモデル (部品総数約 2000)を構築 [佐野99] <プラントオントロジー> <石油精製プラントモデル(一部)> ポンプの概念定義 ポンプの インスタンス instance-of 17
  18. 18. オントロジー構築利用環境「法造」  オントロジー工学の基礎理論に基づいて開発された, オントロジー(=法)の構築(=造)および利用を支援す るソフトウェア  1996年より開発  http://www.hozo.jpにて フリーソフトウェアとして公開  登録ユーザ数:約5,000  ダウンロード数:約12,000 (共に,国内外含む)  研究室内外のオントロジー開発 プロジェクトでの多数の利用実績 2018/8/7 18 法造の画面例
  19. 19. 「法造」のシステム構成 1919 オントロジー マネージャ 言 語 処 理 系 オントロジーサーバー 他の知識 システム モデル オントロジー 参 照 ・ 組 込 概念工房 (オントロジー構築 ガイドシステム) 支援 オントロジー・モデル構築者 構 築 ・修 正 参 照 オントロジー間の 関係管理 オ ン ト ロ ジ ー エ デ ィ タ Tracking Panel 変 更 通 知 / 追 従 支 援 2018/8/7
  20. 20. オントロジー工学の基礎理論  例)下記の概念のオントロジー的な違いは?  ほ乳類  人間  教師  歩行者  殺人者  母親 2018/8/7 20 基本概念(ロールでない普通の概念) =コンテキストに依存せずに単独に定義できる概念 ロール =コンテキスト(他者)に依存する概念 研究テーマ:1999-
  21. 21. オントロジー構築のミニレッスン ~「麺」と「麺(料理)」の違い~  課題  麺類のオントロジーを構築することを考える.  その際,「麺」と「麺(料理)」の違いは? 2018/8/7 21
  22. 22. 考え方のポイント  「麺料理」と「麺」の区別が出来ているか?  「料理としての麺」と「食材としての麺」は異なる.  「料理としての麺」 は“「食材としての麺」を材料(部分)として 持つ”  自然言語で「ラーメン」や「うどん」と言ったときは,両者を区 別していない.  「とんこつラーメン」や「きつねうどん」は, 「料理としての麺」 を指している.  それらの上位概念としての「ラーメン」や「うどん」と,  それらの部分(材料)としての「ラーメン」や「うどん」 を考えると,それぞれ別の概念であることが分かる.  このような,自然言語では混同されている概念を適切に区別 することが,オントロジー構築で重要な考え方. 2018/8/7 22 ロール と呼ぶ
  23. 23. ロール概念とは  夫婦関係  夫婦 に おける 夫(妻)の役割 は 人間 が担っている  学校  学校 に おける 教師の役割 は 人間が担っている  自動車  自動車 における前輪(後輪)の役割 は 車輪 が担っている  鳥の唐揚げ  鳥の唐揚げ における具の役割 は 鶏肉 が担っている ロール概念: ある“もの”や“人”が特定の状況で「果たす役割」を概念化したもの 夫婦 関係 夫・妻ロール 教師ロール 前輪(後輪)ロール 具ロール 2018/8/7 23 コンテキスト ロール概念 プレイヤー
  24. 24. ロール概念の構成 24 ロール概念 コンテキスト depend on プレイヤー playing 教員 ロール_1 木村さん 大阪高校 ロールホルダー 教員-1 大阪高校において、木村さんが教員の役割(教員ロール_1)を担ったとき 教員(教員_1)と呼ばれる 学校において、人間が教員ロールを担ったとき教員ロールホルダーと 呼ばれる ロール概念 コンテキスト depend on playable 教員 ロール 人間 学校 ロールホルダー 教員 クラスの世界 インスタンス の世界 プレイヤー (クラス制約) 2018/8/7 24 コンテキスト プレイヤー ロール概念 ロールホルダー
  25. 25. 「法造」のオントロジー表現の概要 2018/8/7 25 ノード 概念を表す is-aリンク is-a(上位-下位)関係を表す スロット p/o:part-of(全体- 部分)関係を表す a/o:attribute-of 関係(属性)を表す ロール(概念) コンテキストに依存した 概念を定義する ※厳密には,ロール概念と ロールホルダーに分かれる クラス制約 ロールを担うことができ る概念に関する制約 ※他の箇所で定義されている 概念を参照する. 上位概念 下位概念 継承・特殊化された スロット(ロール概念) ロール概念間 のis-a関係 ロール概念のスロット コンテキストに依存した 定義の追加が可能
  26. 26. 黎明期の所感  自身の研究に与えた影響  オントロジー研究の面白さを知る  「法造」の開発がライフワーク(の1つ)に  「オントロジー理論+ツール」が自身の研究の基盤に  当時に感じた研究課題  そもそも,“オントロジーって何?”から説明が必要 2018/8/7 26
  27. 27. セマンティックウェブ とオントロジー 2001~2007 2018/8/7 27
  28. 28. Semantic Webの概要  Semantic Webとは  従来の「人が読む(理解する)ためのWeb」から, 「コンピュータが理解(意味処理)可能なWeb」へ  技術的には,  Web上のドキュメントにコンピュータによる意味処理に用 いる「メタデータ」を付与する(タグを付ける)」  その際に用いるフォーマットが「RDF」  メタデータに用いる語彙を定義するのが「オントロジー」( RDFSやOWLで書かれる)  RDFで書かれたメタデータを検索するためのクエリー言 語が「SPARQL」  ... 2018/8/7 28
  29. 29. Layer Cake  Semantic Webに必要な要素技術を階層状に表したもの 2018/8/7 http://www.w3.org/2001/09/06-ecdl/slide17-0.html http://www.dajobe.org/talks/200905-redland/ 29
  30. 30.  我が国初の本格的医療オントロジーの開発  開発済みの医療オントロジー(一部)  疾患オントロジー: 12診療科約6000の疾患を対象に主な病 態や症状の連鎖を記述  解剖学オントロジー:主な血管,神経,骨の接続関係(約1万), および,人体の主要な臓器・器官を記述  医療以外の領域にも適用可能な汎用的な枠組み  因果連鎖に基づく疾患定義  異常状態オントロジーに基づくデータ統合  複雑な構造物,接続構造の汎用的記述 30 臨床医学オントロジーの開発 平成19~28年度 医療情報システム開発普及等委託費(厚生労働省) 「医療情報システムのための医療知識基盤データベース研究開発事業」 (代表者:東京大学医学部・大江和彦) 2018/8/7 研究テーマ:2006-
  31. 31. 臨床医学オントロジーの 上位構造の概略図 2018/8/7 もの 独立実在物 オブジェクト 生起物 従属的実在物 人体 状態プロセス 特性 属性 従属的 因果構造物 因果 構造物 疾患 オント ロジー 対象依存 異常状態 汎用 異常状態 参照 特性木 属性木 参照 分解 同時 並行型 プロセス解剖 オント ロジー 汎用 構造物 参照 イベント 31
  32. 32. 2018/8/7 32 臨床医学オントロジーの上位構造の詳細 参照 参照 参照 特殊化 特殊化 特殊化
  33. 33. セマンティックウェブと オントロジーに関する所感  自身の研究に与えた影響  臨床医学オントロジーの構築 →実ドメインにおけるオントロジー構築の実践経験 →基礎理論/ツールの深化  複雑な人体構造物を記述するPart理論  当時に感じた研究課題  オントロジー工学における“オントロジー” vs. セマンティックウェブにおける“オントロジー” →体系化された知識 vs. スキーマ+語彙  ライトウェイトオントロジー vs. ヘビーウェイトオントロジー 2018/8/7 34
  34. 34. オントロジー利用研究の分析 2018/8/7 35  オントロジー利用研究の分析  Semantic Webの国際会議(ISWC,ESWC,ASWC)(229件)  国内の論文(88件)  分析の観点 (方針)オントロジーの使われ方を中心に分析する.  オントロジーの種類:どのようなオントロジーを利用するか?  オントロジーの利用タイプ:どのような目的でオントロジーを利用する か?  対象とするドメイン 分析結果資料の入手先(http://www.hozo.jp からもリンクあり) http://www.ei.sanken.osaka-u.ac.jp/hozo/onto_apps/ 最新の情報については下記の書籍を参照 『オントロジーの普及と応用』(人工知能学会:編集, 來村 徳信:編著),オーム社,2012 5章 オントロジー利用研究の分類と傾向分析(古崎晃司)
  35. 35. オントロジーの種類 2018/8/7 36  意味的構成要素による分類  0)統一された語彙集合/簡単なスキーマ  1)概念間のis-a関係に基づく階層  2)is-a以外の関係を含む  3)意味制約の公理的記述を含む  4)その他の強い公理を含む  哲学的な考察の深さによる分類  情報論的な利用効率を重視  哲学的な考察に基づき対象世界を適切に 捉えることを重視  その他の分類基準  オントロジーの規模  対象とする領域  オントロジーの構築手法 これら分類基準の組合せに より, 「ライトウェイトオントロジー」 vs. 「ヘビーウェイトオントロジー」 と区別されることがある. オントロジーの種類によって 処理できる内容が異なる
  36. 36. オントロジーの種類 意味的構成要素による分類  意味的構成要素による分類  0)統一された語彙集合/簡単なスキーマ  rdfs:Classやowl:Classによる概念定義の列挙  1)概念間のis-a関係に基づく階層  rdfs:subClassOf によるクラス階層の記述  2)is-a以外の関係を含む  プロパティの記述  制約(Restriction)の記述  3)意味制約の公理的記述を含む  transitiveProperty,inverseOfといった関係の性質に関 する制約  disjointWith,oneOfといった制約  4)その他の強い公理を含む  ルール記述言語(KIF,SWRLなど)による強い公理(推 論規則など)をとして記述 RDF(S) OWL OWL + SWRL 372018/8/7 RSS, FOAF Webディ レクトリ シソーラス +α(概念構造) より詳細な制約 を含むもの 厳密な推論規則を含むもの
  37. 37. オントロジー利用タイプの分類  9種の利用タイプで分類  (1)共通語彙  (2)検索  (3)インデックス  (4)データスキーマ  (5)知識共有の媒体  (6)分析  (7)抽出  (8)知識モデルの規約  (9)知識の体系化  分類の方針  1つのシステムを複数の利用タイプに分類してもよい  そのシステムの主目的を中心に分類する 2018/8/7 38 浅い利用 高度な利用
  38. 38. Linked Dataとオントロジー 2007~(2012) 2018/8/7 39
  39. 39. Semantic Webの研究動向の変遷  研究動向(流行トピック)の変遷  語彙(オントロジー)に基づいたメタデータによる意味処理の実現  誰がメタデータを?→Web2.0的共同構築  データ(インスタンス)のLinkの重視:Linked Data リ ッ チ な 意 味 記 述 スケーラビリティ(大量データ) Semantic Web (の理想) すぐに使えるタグを(RSS,FOAF) SNS利用・Web2.0 DBPedia × Linked Data 2004-2006 2007 2008- 402018/8/7 Knowledge Graph 2012-
  40. 40. 環境省:Hc-082 「アジア太平洋地域における地球温暖 化の持続可能な発展のためのバイオ 燃料利用戦略に関する研究」 (H20-22年度,研究代表者:東京大学・武内和彦教授) サブテーマ(1) オントロジーを用いた問題の構造化と 政策立案支援ツールの開発 サステナビリティ学オントロジー  研究背景  複雑化・巨大化された問題を適切に理解にするには,従来の個別ドメ インからだけでは困難であり,様々な視点から領域を俯瞰し統合的に 理解することが必要.  特にトレードオフ問題の理解には,領域を横断した俯瞰が重要.  研究目的  任意の視点からドメインを俯瞰できるオントロジー探索ツールの開発 視点に基づく 概念マップ生成 対象世界 × 生態系の専門家 オントロジー構築者 エネルギー の専門家 生態系の専門家 ○ 知識の共有 が困難 エネルギーの専門家 共通概念を用 いた体系化 知識の共有が可能 領域依存 な構造化 政策の専門家 × 政策の専門家 概念マップ ○ 規定できる効果 -暗黙的であった利用者の知りたい知識の理解支援 -思いがけない内容の掲示による利用者の発想刺激 2018/8/7 41 研究テーマ:2007-
  41. 41. オントロジーの探索・可視化 着目する概念 (Focal point) 任意の関係性 を指定した視点 (aspect)にそっ て辿る 概念マップ 関係性を辿った結果 (多視点概念鎖)を概 念マップとして可視化 バイオ燃料生産からバイオエタノールを経て,トウ モロコシ,サトウキビの関連概念やバイオマスと食 料の競合問題,水を介して貧困国の女性問題や 生態系破壊問題,作付けに関わる土地競合問題 などが同時に浮き彫りにされ,問題を俯瞰的に見 ることができる概念マップが生成された. 2018/8/7 42
  42. 42. Linked Open Data(LOD) チャレンジ(2011年~) http://lodc.jp/ アーバンデータチャレンジ (UDC)(2013年~) http://urbandata-challenge.jp/ 関西支部は, UDCの大阪ブロック としても活動 2018/8/7 43
  43. 43. Linked Dataとオントロジー に関する所感  自身の研究に与えた影響  オントロジー探索(in サステナビリティ学) →ライトウェイトな“オントロジー利用”の効果  LODチャレンジ →コミュニティの急速な広がり (→オープンデータ→シビックテック)  当時に感じた研究課題  オントロジー vs インスタンス  LODの普及 → オントロジーの普及 2018/8/7 44
  44. 44. Small hierarchy, big graph 2018/8/7 45 https://www.cs.vu.nl/~frankh/spool/ISWC2011Keynote/ 10 Years of Semantic Web:does it work in theory? Keynote at ISWC 2011,Frank van Harmelen より
  45. 45. Small hierarchy, big graph 2018/8/7 46 https://www.cs.vu.nl/~frankh/spool/ISWC2011Keynote/ 10 Years of Semantic Web:does it work in theory? Keynote at ISWC 2011,Frank van Harmelen より
  46. 46. Knowledge Graphとオントロジー 2012~ 2018/8/7 47
  47. 47. 研究テーマ:2012- 疾患コンパス 疾患に関する様々な情報をナビゲートするWebシステム 2018/8/7 48 表示する疾患の検索・選択 選択した疾患の 因果連鎖を可視化 (疾患連鎖LD) 疾患に関する一般知識 (DBpediaより) リンクを辿ることで 関連する医療コード など外部DBへ 選択した異常状 態の対象部位を ハイライト 疾患が対象とする臓器・ 器官を3D画像で表示 http://lodc.med-ontology.jp/ にて公開 臨床医学 オントロジーの応用
  48. 48. 疾患コンパスのシステム構成  疾患オントロジーをLinked Dataに変換した「疾患連鎖LD」を中心 に,既存サービスやDB(LOD)を連携させることで実装. 2018/8/7 49 DBpedia http://lifesciencedb.jp/bp3d/ 疾患連鎖LD BodyParts3D http://dbpedia.org/ ICD MeSH … 解剖学構造 の3D画像 一般知識 疾患オントロジー convert 疾患コンパス … 他の LOD SPARQL SPARQL SPARQL mapping mapping link link 関連情報 他のWeb サービス API API 関連情報 臨床医が構築 API:サービス間を連携させるための仕組み.システム毎に構築が必要. SPARQL:Linked Dataの検索用に標準化されたクエリ言語.汎用のAPIとして利用可.
  49. 49. 疾患コンパスのサブシステム① 異常状態オントロジーViewer 2018/8/7 50 異常状態の詳細な定義を 検索・閲覧し,関連情報へ ナビゲートするシステム ・疾患コンパス ・マッピングした外部 リソース(DB) …と連携 詳細な条件で 異常状態を検索 異常状態の is-a(分類)階層 詳細定義 +関連情報
  50. 50. 2018/8/7 51 疾患コンパスのサブシステム② 汎用因果連鎖Viewer • 疾患連鎖LD内の全因果連鎖を対象と した「検索・閲覧」システム • 「指定した異常状態を含む因果連鎖」 を表示し,そこから「選択した異常状 態を含む疾患」を検索できる • 赤:指定した異常状態 • 緑:原因のみを辿った連鎖 • 紫:結果のみを辿った連鎖
  51. 51. 3つのナビゲーションシステム の連携 2018/8/7 52 疾患定義 異常状態の定義 異常状態の因果連鎖 (疾患連鎖)
  52. 52. 生物規範工学オントロジー  バイオミメティクス(biomimetics)研究  「自然に学ぶものつくり」=bio+mimetic(模倣)  研究事例  蓮の葉の撥水性(ロータス効果)を模倣した,塗装や セルフクリーニングに関する研究  ヤモリの指の粘着性に着目した接着剤の開発  蝶や玉虫の「構造色」  流体抵抗の低いサメ肌の構造を模した高速水着  バイオミメティクス・データベースの開発  生物の知識の無い工学者が,「新製品開発の際に模倣でき そうな“生物”」を見つけたい  工学,生物学の知識をオントロジーとして体系化し,製品で 実現したいこと(ゴール)から,関連する生物を探索する 2018/8/7 53 研究テーマ:2012-
  53. 53. バイオミメティクス・データベースから有用な情報 を見つけるには,“工学”と“生物学”の用語の違 いを適切に“つなぐ”ことが重要. オントロジー 機能分解 機能オントロジー 生物種 Taxonomy 構造 振る舞い 生息環境 オントロジーは,概念の本質的な構造を捉え,領域を横断 した概念(用語)の“つながり”(関係)を明らかにする. 異分野間の用語の違い工学 ニーズ 課題 生物学 多様な生物種 と豊富な情報 2018/8/7 54
  54. 54. オントロジーを用いることで,キーワードの連想的 な検索(キーワード探索)が行える. 汚れない 汚れても 落ちる 洗い流す 水で覆う 撥水性 親水性 バラの花 凹凸構造 蓮の葉泥の中 に住む ミミズ 生物種 構造 生物種 生物種 性質 性質 生息環境 機能 機能 機能 機能 論文 著者 画像DB 画像 文献DB オントロジーから 得られる情報 外部DBからの情報2018/8/7 55
  55. 55. オントロジーを用いた探索例 各ノードの色が 表す概念の種類 ノードは概念 (用語)を表す 「始点」として選んだ 用語を中央に表示 リンクは概念間 の関係を表す マウスを持ってくる と「ラベル」を表示 始点からの“つながり”を表す「パス」 が,ゴールを実現するために関係し そうな“生物”へのつながりを示す 実現したいこと(ゴール)を始点とし,関連する生物を探索した例 http://biomimetics.hozo.jp/ にて公開 2018/8/7 56
  56. 56. 探索結果を用いたDB検索 検索対象とする DBを選択 ※ノードを選択して「右クリック」すると,探索結果を用いた様々な検索ができる 選択したDBを検索した結果の表示 2018/8/7 57
  57. 57. その他の関連情報の表示 選択したノードが表す 概念の概要を表示 中心から選択したノード までのパスを表示 選択したノードの次のパス (マップに表示されていな い部分)を探索 外部で公開されているDB(DBpedia) から取得した情報 オントロジー内の情報2018/8/7 58
  58. 58. Knowledge Graph とオントロジーに関する所感  自身の研究に与えた影響  臨床医学オントロジー×Linked Data →オントロジーをKnowledgeとして利用するため Linked Data化  バイオハッカソン&SPARQLthon  今に感じている研究課題  “LOD→オントロジー” vs. “LOD→オープンデータ→シビックテック…”  Knowledge Graph(オントロジー+Linked Data) の構築コストと効果 2018/8/7 59
  59. 59. これからのオントロジー研究で 目指したいこと 2018/8/7 60
  60. 60. これからのオントロジー研究  今,最も考えたい研究課題  どのようなセマンティクスを,どのようなレベルで用意 すれば,どのように活用できるのか?  研究計画  理論  上位オントロジーベースのオントロジー構築方法論  ツール  上位オントロジーYAMATOを利用した構築支援  Linked Data対応の強化  応用  領域横断×深い知識利用  ナレッジグラフ推論チャレンジ 2018/8/7 61
  61. 61. 領域横断型知識統合と領域深造型意味処理を融合する オントロジー利用フレームワーク 2018/8/7 62 疾患コンパス 生物規範 工学DB
  62. 62. ナレッジグラフ推論チャレンジの紹介 ~解釈可能な人工知能を目指して~ 人工知能学会セマンティックウェブとオントロジー(SWO)研究会 63http://challenge.knowledge-graph.jp/
  63. 63. JIST2018:The 8th Joint International Semantic Technology Conference Nov 26 - 28, 2018, Awaji City, Hyogo, Japan 会場:淡路夢舞台国際会議場 論文投稿締切 2018/8/7 概要投稿 2018/8/17 論文投稿 特別セッション - Open Government Data - Question Answering and ChatBots - Semantic Web for Life Sciences - Resource-aware Semantic Technologies 2018/8/7 64
  64. 64. これからのオントロジー研究  今,最も考えたい研究課題  どのようなセマンティクスを,どのようなレベルで用意 すれば,どのように活用できるのか?  研究計画  理論  上位オントロジーベースのオントロジー構築方法論  ツール  上位オントロジーYAMATOを利用した構築支援  Linked Data対応の強化  応用  領域横断×深い知識利用  ナレッジグラフ推論チャレンジ 2018/8/7 65 まとめ(再掲)

×