セマンティックWebとオントロジー:現状と将来展望

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セマンティックWebとオントロジー:現状と将来展望

  1. 1. セマンティックWebとオントロジー現状と将来展望セマンティックWebとオントロジー研究会(SIG-SWO)<br />武田 英明<br />国立情報学研究所<br />takeda@nii.ac.jp<br />Twitter: @takechan2000<br />
  2. 2. セマンティックWebとオントロジー研究会(SIG-SWO)<br />第2種研究会<br />2002年発足<br />主査:溝口理一郎(初代):山口高平 (二代目):武田英明(三代目) : 來村徳信(New!)<br />現在の構成<br />主査:來村徳信(阪大)<br />副査:川村 隆浩 (東芝) <br />幹事:古崎 晃司(阪大)   大向 一輝(NII)<br />
  3. 3. オントロジー<br />セマンティックウェブ<br />セマンティックウェブ<br />
  4. 4. セマンティックWeb/オントロジー・スケール<br />オントロジー研究<br />Semantic Web<br />semantic web<br />microformats<br />tags<br />OWL<br />RDFS<br />形式オントロジー<br />論理<br />集合知<br />領域オントロジー<br />LinkedData<br />知識表現<br />Wikipedia<br />記述論理<br />軽量オントロジー<br />http://www.flickr.com/photos/breebailey/470692148/<br />
  5. 5. オントロジー研究<br />オントロジー研究<br />Semantic Web<br />semantic web<br />microformats<br />tags<br />OWL<br />RDFS<br />形式オントロジー<br />論理<br />集合知<br />領域オントロジー<br />LinkedData<br />知識表現<br />Wikipedia<br />記述論理<br />軽量オントロジー<br />http://www.flickr.com/photos/breebailey/470692148/<br />
  6. 6. オントロジー研究<br />オントロジーの基礎から応用まで<br />オントロジーとは何ぞや?<br />
  7. 7. オントロジーの定義<br />Gruber<br />概念化の明示的な仕様<br />FIPA98<br />特定のドメインの構造の明示的な仕様。<br />対象領域を参照するための語彙(論理定数と述語記号)と領域に存在する制約の表現と語彙の解釈を制限する論理的言明。<br />あるトピックに関する知識の表現と通信のための語彙とその語彙で示される実在物(entity)の関係と属性の集合である。<br />もっとわかり易くいえば<br />共通の概念の体系(“語彙”とその定義とそれら間の関係)<br />語彙以上OOのオブジェクト未満<br />
  8. 8. オントロジーの定義<br />存在に関する体系的議論(哲学)<br />概念化の明示的な仕様(T. Gruber)<br />人工システムを構築する際のビルディングブロックとして用いられる基本概念/語彙の体系(理論)(溝口)<br />ある目的のための世界の認識の合意(武田)<br />
  9. 9. オントロジーの構成要素<br />「概念」の集合<br />「概念」のis-a関係による階層化<br />「概念」間のそれ以外の関係の付与<br />「概念」の公理化(意味付与)<br />
  10. 10. オントロジーの役割<br />人間間において<br />合意をえる手段<br />暗黙情報の明示化<br />システム間で<br />(システム間の)コミュニケーションの定義<br />システムの仕様の明瞭化<br />人間ーシステムの関係において<br />知的検索<br />知識の共有と再利用<br />
  11. 11. オントロジー利用のレベル<br />(1)共通語彙<br /> (2)意味検索<br /> (3)インデックス<br /> (4)データスキーマ<br /> (5)知識共有の媒体<br /> (6)情報分析 <br />(7)情報抽出<br /> (8)知識モデルの規約<br /> (9)知識の体系化 <br />
  12. 12. オントロジーの種類と利用法<br />
  13. 13.
  14. 14. 人工知能学会誌特集:「オントロジーの進化と普及」<br />概念体系とオントロジー ―基礎的ターミノロジーの提案― ………Gunnar O. Klein・Barry Smith・來村徳信<br />現代応用オントロジーの哲学的・論理学的源泉 ……… 岡田光弘<br />言語的オントロジーの構築と展開……… 林良彦<br />ビジネスに使えるオントロジー関連ツール ―代表的シーンからの抽出― ………川村隆浩・長野伸一<br />オントロジー学習の現状と動向 ……… 森田武史・山口高平<br />オントロジー利用研究の分類と傾向………… 古崎晃司<br />生物学関連のオントロジーの最新動向 ………… 桝屋啓志<br />臨床医学知識処理を目指した医療オントロジー……… 大江和彦・今井健<br />SNOMED-CT とICD-11 に見る医学・医療分野のReady to Use Ontology ………藤田 伸輔・今井健<br />情報家電をより身近にするオントロジー……… 大沼宏行・松平正樹・細見格・福重貴雄・富岡豊・野本昌子<br />ものづくり情報連携におけるオントロジーの応用 ……… 西岡靖之<br />目的指向プロセスのオントロジー的共通性に基づいた人工物機能とモバイルユーザ行動のモデリングとその応用 ……… 來村徳信・笹嶋宗彦・溝口理一郎<br />
  15. 15.         合計 (日本語 英語)<br />------------------------------------------<br />登録ユーザ数: 2209 ( 859  1350)<br />ダウンロード数:6737 ( 4022  2715)<br />
  16. 16. ダウンロード数:約150件(約2ヶ月)<br />
  17. 17. (大文字の)Semantic Web<br />オントロジー研究<br />semantic web<br />Semantic Web<br />microformats<br />tags<br />OWL<br />RDFS<br />形式オントロジー<br />論理<br />集合知<br />領域オントロジー<br />LinkedData<br />知識表現<br />Wikipedia<br />記述論理<br />軽量オントロジー<br />http://www.flickr.com/photos/breebailey/470692148/<br />
  18. 18. Semantic Webの目的<br />“The Semantic Web is an extension of the current web in which information is given well-defined meaning, better enabling computers and people to work in cooperation.” (セマンティックWebとは現在のWebの拡張であり,そこでは情報はちゃんと定義された意味を与えられていてコンピュータと人のよりよい協調が可能となる).<br />The Semantic Web, Scientific American, May 2001, Tim Berners-Lee, James Hendler and OraLassila<br />The Semantic Web is a vision: the idea of having data on the web defined and linked in a way that it can be used by machines not just for display purposes, but for automation, integration and reuse of data across various applications.(セマンティックWebとはビジョンである.データはきちんと定義されリンクされており,単に表示用ではなく自動化,統合,アプリケーションを超えたデータの再利用などに使える)<br />http://www.w3.org/2001/sw/<br />
  19. 19. Next Generation Web<br />Webの進化<br />HTML: 表示のためのWeb<br />XML:シンタックスをもったWeb<br />?? :セマンティックスをもったWeb<br />なぜセマンティックスをWebのメカニズムの中に組み込なねばならないか<br />人間のためのWeb<br />から<br />人間と機械のためのWeb<br /> ヘ<br />cf. 機械ためだけのWeb<br />
  20. 20. Semantic Webの階梯<br />RDF (Resource Description Framework)<br />最も原始的な意味記述の枠組みを提供ー>SVOモデル<br />Entity-Relation Model(実体関連モデル)<br />セマンティックネット<br />RDF Schema<br />RDFに最も原始的な概念記述の仕組みを追加<br />class-subclass関係,制約<br />OWL (Web Ontology Language)<br />記述論理(description logics)に基づいた概念とその関係を記述する言語<br />Tim Berners-Lee http://www.w3.org/2002/Talks/09-lcs-sweb-tbl/<br />
  21. 21. Semantic Webの利用の枠組みと課題<br />ウェブページ<br />作成者<br />ウェブページ<br />探索者<br />いかに手間なく記述させるのか?<br />いかに表記をそろえさせるか?<br />ユーザの検索意図を<br />どのように把握し表現するか?<br />知識・情報をどのように<br />記述するか?<br />RDFで意味付けされた<br />ウェブページ<br />従来のHTMLの<br />ウェブページ<br />SPARQLで表現された<br />検索問合せ<br />B<br />A<br />C<br />C<br />知識の表現UI<br />E<br />F<br />複雑な知識構造をいかに<br />分かりやすく提示するか?<br />b<br />a<br />D<br />c<br />どのように知識を融合(推論)<br />させるのか?<br />自然文で記述された<br />情報をいかに効率的に<br />変換するか?<br />RDFSで表現された<br />オントロジー<br />推論のための<br />ルール<br />いかに網羅性、一貫性を<br />確保するか?<br />いかに普及させるのか?<br />バイオ基幹情報資源の高準化と共用化<br />「バイオ分野におけるセマンティックWeb <br />技術動向に関する調査」より抜粋<br />E<br />D<br />
  22. 22. 特集テーマ/招待講演(抜粋)<br />第3回:招待講演:辻井潤一「テキスト情報処理とオントロジー」(2002/6)<br />第6回:特集テーマ「Weblog」(2004/7)招待講演:山下清美「Weblogの心理学」<br />第10回:特集テーマ:「ライトウエイト・メタデータ(blog, SNS, wiki他)」(2005/11)<br />第12回:特集テーマ「セマンティックWebサービス」(2006/1)招待講演:D. Fansel & M. Zaremba “Semantically Enabled Service-Oriented Architectures: A Framework"<br />第13回:特集テーマ「セマンティックWeb」<br />第14回:特集テーマ「セマンティックWebとWeb2.0」(2006/11)<br />第16回:特集テーマ「領域オントロジーの利用」(2007/7)<br />第17回:招待講演:N. Guarino “An introduction to formal ontological analysis”(2008/2)<br />第18回:特集テーマ「知識構造化のツール・方法論・事例」(2008/12)<br />第20回:Wikipediaワークショップ (2009/1)<br />
  23. 23. Semantic Webに関する会議<br />International Semantic Web Conferences<br />(2002- )<br />European Semantic Web Conferences<br />(2004- )<br />Asian Semantic Web Conferences(2006- )<br />
  24. 24. Semantic Webに関する会議<br />World Wide Web ConferencesにおけるTrack<br />2002-2007: Semantic Web<br />2008,2009: Semantic / Data Web<br />その他<br />セマンティックWebコンファレンス(日本) 2001-2009<br />RuleML (The International RuleML Symposium on Rule Interchange and Applications) 2005-<br />
  25. 25. 7<br />
  26. 26. (小文字の)semantic web<br />オントロジー研究<br />Semantic Web<br />semantic web<br />microformats<br />tags<br />OWL<br />RDFS<br />形式オントロジー<br />論理<br />集合知<br />領域オントロジー<br />LinkedData<br />知識表現<br />Wikipedia<br />記述論理<br />軽量オントロジー<br />http://www.flickr.com/photos/breebailey/470692148/<br />
  27. 27. (小文字の)semantic web<br />広い意味でのセマンティックWebを実現する<br />RDF(S)/OWLに必ずしも依存しない<br />今のWeb情報を最大限利用する<br />セマンティック技術の活用(NLP、メタデータ、、、)<br />二つのアプローチ<br />メタデータの異なるアプローチ<br />microformats, atom<br />Web 2.0的データの活用<br />blog, social tagging, SNS, wikipedia<br />
  28. 28. 特集テーマ/招待講演(抜粋)<br />第3回:招待講演:辻井潤一「テキスト情報処理とオントロジー」(2002/6)<br />第6回:特集テーマ「Weblog」(2004/7)招待講演:山下清美「Weblogの心理学」<br />第10回:特集テーマ:「ライトウエイト・メタデータ(blog, SNS, wiki他)」(2005/11)<br />第12回:特集テーマ「セマンティックWebサービス」(2006/1)招待講演:D. Fansel & M. Zaremba “Semantically Enabled Service-Oriented Architectures: A Framework"<br />第13回:特集テーマ「セマンティックWeb」<br />第14回:特集テーマ「セマンティックWebとWeb2.0」(2006/11)<br />第16回:特集テーマ「領域オントロジーの利用」(2007/7)<br />第17回:招待講演:N. Guarino “An introduction to formal ontological analysis”(2008/2)<br />第18回:特集テーマ「知識構造化のツール・方法論・事例」(2008/12)<br />第20回:Wikipediaワークショップ (2009/1)<br />
  29. 29. Wikipedia ワークショップ<br />2009/1/22 終日<br />15件発表+1チュートリアル+1招待講演<br />参加者:120名程度<br />大学:企業=2:1(参加票より)<br />大体は研究者、少しWikipediaコミュニティ、マスコミ<br />
  30. 30. なんのためにWikipediaを研究するか<br />“Wikipedia現象”の解明<br />コンテンツの共同作成プロセスや編集者コミュニティの分析<br />利用状況や利用者コミュニティの分析<br />作成されたコンテンツの分析<br />Wikipediaデータの利用<br />情報検索<br />情報推薦<br />信頼性推定<br />2次データ作成<br />用語辞典作成<br />シソーラス作成<br />知識ベース作成<br />オントロジー作成<br />18+27<br />145+167<br />37+30<br />25+22<br />11+29<br />53+59<br /> 9+10<br />13+17<br />15+15<br />16+17<br />
  31. 31. Wikipediaの何に注目するのか<br />編集プロセスに注目<br />合意形成プロセス<br />集団性、社会性、社会ネットワーク、コミュニティ<br />利用プロセスや利用者に注目<br />利用状況の分析<br />利用者コミュニティの分析<br />共同作成されたコンテンツに着目<br />知識の集合として<br />構造的な知識、オントロジーの抽出<br />常識、日常知識の抽出<br />意外な知識の発見<br />言語の集合として、多言語の集合として<br />構造化文書の集合として<br />3+20<br />2+12<br />71+61<br />
  32. 32. どんな研究分野か<br />知識処理(人工知能)<br />自然言語処理<br />データベース<br />ネットワーク分析、ネットワーク科学<br />言語学<br />社会学<br />そのほか<br />
  33. 33. セマンティックWeb/オントロジー・スケール<br />オントロジー研究<br />Semantic Web<br />semantic web<br />microformats<br />tags<br />OWL<br />RDFS<br />形式オントロジー<br />論理<br />集合知<br />領域オントロジー<br />LinkedData<br />知識表現<br />Wikipedia<br />記述論理<br />軽量オントロジー<br />http://www.flickr.com/photos/breebailey/470692148/<br />
  34. 34. Linked Data<br /><ul><li>Linked Dataとは “Web of Data”</li></ul>RDFで公開されるデータ<br />外部から参照可能<br />Linked Dataのための4条件<br />事柄の名前にURIを使うこと<br />すべてのモノ,コトにURIを!<br />名前の参照がHTTP URIでできること<br />DOIとかいったURNは使わないでね<br />URIを参照したときに関連情報が手に入るように<br />理解可能なデータを提供してね.<br />外部へのリンクも含めよう<br />Webのようにリンクでつながるデータを作ろう<br />Linked Data, TBL, http://www.w3.org/DesignIssues/LinkedData.html<br />
  35. 35. Semantic Webの階梯<br />RDF (Resource Description Framework)<br />最も原始的な意味記述の枠組みを提供ー>SVOモデル<br />Entity-Relation Model(実体関連モデル)<br />セマンティックネット<br />RDF Schema<br />RDFに最も原始的な概念記述の仕組みを追加<br />class-subclass関係,制約<br />OWL (Web Ontology Language)<br />記述論理(description logics)に基づいた概念とその関係を記述する言語<br />Rule-ML<br />…<br />もっと上へ、もっと上へ<br />Tim Berners-Lee http://www.w3.org/2002/Talks/09-lcs-sweb-tbl/<br />
  36. 36. Semantic Webの階梯<br />抽象問題から具体問題への回帰<br />クラスに関する記述<br />オントロジー<br />インスタンスに関する記述<br />Linked Data<br />Tim Berners-Lee http://www.w3.org/2002/Talks/09-lcs-sweb-tbl/<br />
  37. 37. Semantic Webの階梯<br />オントロジー<br />クラスに関する記述<br />RDFS、OWL<br />オントロジー構築の課題<br />オントロジー構築はそもそも大変<br />一貫性、網羅性、論理性<br />複数オントロジーの統合・関連付けはもっと大変<br />クラスに関する記述<br />オントロジー<br />インスタンスに関する記述<br />Linked Data<br />Tim Berners-Lee http://www.w3.org/2002/Talks/09-lcs-sweb-tbl/<br />
  38. 38. Semantic Webの階梯<br />Linked Data<br />インスタンスに関する記述=個々の事物に関する記述<br />RDF + (RDFS, OWL)<br />Linked Dataの記述における利点<br />書きやすい(事実に関する記述が主)<br />リンクしやすい(同)<br />LinkedDataの記述における問題点<br />複雑な記述は難しい<br />それでもクラス定義は必要(->オントロジー)<br />クラスに関する記述<br />オントロジー<br />インスタンスに関する記述<br />Linked Data<br />Tim Berners-Lee http://www.w3.org/2002/Talks/09-lcs-sweb-tbl/<br />
  39. 39. Linking Open Data (LOD)<br />公開されたLinked Dataを集めるプロジェクト<br />主要なLinked Data<br />(データ変換)<br />Dbpedia (Wikipedia) : 百科事典, 2.7億文<br />Geonames:地名と緯度経度, 9300万文<br />MusicBrainz:音楽<br />WordNet:辞書<br />DBLP bibliography:論文の書誌,2800万文<br />US Census Data: 米国国勢調査(2000年), 10億文<br />(クロール)<br />FOAF (Friend Of A Friend):個人と個人関係のプロファイル<br />(ラッパー)<br />Flickr Wrapper<br />
  40. 40. Web-based Information<br />Music<br />Papers<br />Geographic information<br />Life Science and Health Care<br />131億文<br />1.41 万個のリンク <br />
  41. 41. LODの発展(1)<br />As of March 2008<br />
  42. 42. LODの発展(2)<br />
  43. 43. LODの発展(3)<br />
  44. 44. 131億文<br />1.41 万個のリンク <br />LODの発展(4)<br />
  45. 45.
  46. 46. DBpedia Mobile<br />
  47. 47. http://id.ndl.go.jp/auth/ndlsh/<br />http://id.ndl.go.jp/auth/ndlsh/?query=PREFIX+skos%3A+%3Chttp%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F2004%2F02%2Fskos%2Fcore%23%3E%0D%0APREFIX+rdfs%3A+%3Chttp%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F2000%2F01%2Frdf-schema%23%3E%0D%0A%0D%0ASELECT+DISTINCT+%3Fy+%3Flabel%0D%0AWHERE+%7B%0D%0A+++%3Fx+rdfs%3Alabel+%22%E4%BA%BA%E5%B7%A5%E7%9F%A5%E8%83%BD%22+.%0D%0A+++%3Fx+skos%3Arelated+%3Fy+.%0D%0A+++%3Fy+rdfs%3Alabel+%3Flabel+.%0D%0A+++FILTER%28%3Flabel+%21%3D+%22%E4%BA%BA%E5%B7%A5%E7%9F%A5%E8%83%BD%22%29%0D%0A%7D%0D%0A&output=htmltab<br />
  48. 48.
  49. 49.
  50. 50. LOD.AC Museum<br />日本の美術館・博物館の情報をLinked Data化<br />めざせ 3000館 !?<br />手法<br />オントロジー: Lightweight Ontotology<br />Japeana!? (日本版 Europeana)<br />情報収集: Crawling & Scripting<br />ミーニク!? (美術館版カーリル)<br />目下がんばっています<br />
  51. 51.
  52. 52.
  53. 53. オントロジー・セマンティックウェブ・セマンティックウェブ<br />オントロジー研究<br />Semantic Web<br />semantic web<br />microformats<br />tags<br />OWL<br />RDFS<br />形式オントロジー<br />論理<br />集合知<br />領域オントロジー<br />LinkedData<br />知識表現<br />Wikipedia<br />記述論理<br />軽量オントロジー<br /><ul><li>WebはAIの新しいプレイグランド
  54. 54. Semantic WebはWebとAIを結ぶコンセプト
  55. 55. 社会につながった研究
  56. 56. 未来をつくる研究</li></ul>http://www.flickr.com/photos/breebailey/470692148/<br />

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