Методы оценки онтологий для построения порталов знаний

• Автор: Горовой, Владимир Андреевич
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1.1. Роль онтологий в управлении знаниями и Semantic Web
1.2. Портал как инструмент управления знаниями
1.3. Интернет-проекты, использующие онтологии
1.4. Преимущества использования онтологий в порталах знаний
1.5. Постановка задачи: методы оценки онтологий для построения порталов знаний
1.6. Выводы по главе
2. Методы оценки когнитивной эргономичности онтологий
2.1. Классификация методов оценки онтологий
2.2. Оценка когнитивной эргономичности онтологий на основе анализа графа
2.3. Методы оценки качества онтологии с точки зрения когнитивной эргономики
2.4. Практическое применение методов оценки
2.5. Выводы по главе
3. Технология ОНТОЛИНЖ для построения порталов знаний
3.1. К AON Portal
3.2. ОНТОЛИНЖ-KAON
3.3. ОНТОЛИНЖ-Wiki
3.4. Выводы по главе
4. Примеры использования методики оценки качества онтологий
4.1. Разработка онтологии оптики для оптического музея
4.2. Пример сравнительной оценки двух онтологий в области искусственного интеллекта (ИИ)
4.3. Выводы по главе
Заключение
Литература
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Сокращения и глоссарий
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Акт внедрения результатов диссертационной работы в оптическом
музее при СПбГУ ИТМО
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ ОНТОЛИНЖ-KAON

Введение
Задача эффективного управления знаниями стоит перед любой крупной организацией. Для ее решения применяются методы концептуализации, структуризации и формализации знаний, вызывающие сейчас интерес не только в научной среде, но и среди предприятий, сталкивающихся с проблемой формирования корпоративных баз знаний. В настоящее время одним из основных средств представления знаний являются онтологии (формальные спецификации разделяемой концептуальной модели [Studcr, 1998]), широко применяемые для решения задач управления знаниями, а также в интеллектуальных системах обучения.
Исследованию проблемы формирования онтологий посвящены множество работ российских и зарубежных ученых. Широко известны работы Т. Грубера, Н. Гуарино, Р. Мизогучи, Д. Хендлера, Ю.М. Гусева, Э.В. Попова, Т.А. Гавриловой, В.Ш. Рубашкина, A.B. Смирнова, Г.С. Осипова. Крупные школы онтологического инжиниринга есть в университетах Стэнфорда, Манчестера, Мэрилэнда, Карлсруэ.
В течение последних лет разработаны и успешно используются многие онтологии: Сус, WordNet, SUO (Standard Upper Ontology, Enterprise ontology, Gene ontology, Process ontology (PSL), Cancer ontology. Интерес к онтологиям подтверждается и большим количеством инструментальных средств, ориентированных на работу с ними. Так, имеется более 50 редакторов для работы с онтологиями (Protégé, OntoEdit, TopBraidComposer, NeOn, SWOOP, Integrated Ontology Development Environment, JOE, KAON, OilEd, OntoBuildcr и другие).
Онтологии являются основой Semantic Web - направлению развития WWW, целью которого является сделать Web понятным для компьютера с точки зрения извлечения семантической информации. В Semantic Web поисковая система будет понимать содержание всей WWW-информации и, следовательно, будет способна найти гораздо больше релевантной информации и отбросить всю нерелевантную. Более того, уже стало возможным создавать интеллектуальные приложения на базе Semantic Web в областях электронной коммерции, дистанционного обучения и других. Этому немало способствовало движение Linked Open Data, в рамках которого многие организации, в том числе и правительственные (в частности, в Англии и США) выкладывают в открытый доступ накопленные знания в общепринятых открытых форматах представления онтологий OWL и RDF. Понятия, описываемые в этих онтологиях, могут быть связаны между собой, что дает возможность не только строить интересные интеллектуальные

приложения, использующие несколько источников структурированных данных, но и проводить междисциплинарные исследования, которые раньше были трудновыполнимы.
Эффективным инструментом для передачи знаний являются порталы знаний. С появлением wiki-технологии, позволяющей нескольким сотрудниками совместно работать над содержимым портала и таким образом делиться своими знаниями с коллегами, системы на базе wiki-технологии прочно вошли в жизнь большинства инновационных компаний, в которых знания сотрудников являются основным капиталом. Wiki-порталы знаний стали тем самым инструментом, аккумулирующим интеллектуальные активы предприятий и позволяющим «знаниям оставаться на работе когда все сотрудники ушли домой» (определение Т. Стюарта). Однако, при отсутствии должного внимания к структуре портала, wiki-портал может со временем превратиться в хаос гипертекста. Эту проблему можно решить, если строить порталы на основе онтологий.
Основными проблемами построения wiki-порталов на базе онтологий являются отсутствие общепринятых методик и инструментов построения порталов знаний на базе онтологий, методики интеграции онтологий и wiki-технологии, а также отсутствие методов оценки качества онтологий, используемых для построения порталов знаний. В связи с тем, что основными задачами портала знаний являются накопление и передача знаний, скорость и качество восприятия портала пользователями являются ключевыми показателями его эффективности. Соответственно, важно уметь оценивать качество онтологии, на базе которой построен портал, с точки зрения когнитивной эргономичности. Под когнитивной эргономикой понимается область междисциплинарных исследований, изучающая процессы восприятия и понимания интерфейсов, моделей, представлений с точки зрения эргономики.
Целью диссертационной работы является разработка методов оценки онтологий для построения порталов знаний. Для достижения этой цели были решены следующие задачи:
1. Разработана классификация методов оценки онтологий;
2. Разработана методика оценки когнитивной эргономичности онтологий;
3. Предложена методика построения порталов знаний на базе онтологий;
4. Предложена методика интеграции wiki-технологии в порталы знаний на базе онтологий;
5. Разработана архитектура и реализована система построения порталов знаний на основе разработанных моделей и методов.
Основное содержание диссертационной работы:
В главе 1 произведен обзор литературы и анализ роли онтологий в управлении знаниями, а также исследование использования порталов как инструмента управления

Guernica
source: г reeuase
Nude on s black Garçon з Із p:pe Lee Demoiselles
Рис. 1.10 Сниппет, показываемый поисковой системой Bing на запрос «pablo picasso
artwork».
г.2). Google News Timeline
Проект Google News Timeline использует огромную структурированную базу
Frecbase по кинолентам. Например, при поиске кинофильмов с участием Audrey Hepburn, можно не только увидеть в каком году какие фильмы были сделаны с ее участием, но и перейти на страницу этого фильма на Freebase. Пример результатов работы сервиса при поиске актрисы показан на рис

г.З). The Wall Street Journal
Известная газета использует данные Freebase для улучшения страниц на своем сайте, содержащих в информацией о фильмах. Данные используются для следующих интересных возможностей
- показ структурированной информации о фильмах, упоминаемых в статье, включая режиссера и актеров