การจัดเรียงออนโทโลยี

การจัดเรียงออนโทโลยีหรือการจับคู่ออนโทโลยีคือกระบวนการกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างแนวคิด ในออนโทโลยีชุดของความสัมพันธ์เรียกว่าการจัดเรียงเช่นกัน วลีนี้มีความหมายแตกต่างกันเล็กน้อยในวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์วิทยาศาสตร์ทางปัญญาหรือปรัชญา

สำหรับนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์แนวคิดต่างๆ จะถูกแสดงออกมาในรูปของป้ายกำกับสำหรับข้อมูล ในอดีต ความจำเป็นในการจัดเรียงออนโทโลยีเกิดขึ้นจากความต้องการที่จะบูรณาการฐานข้อมูลที่แตกต่างกันซึ่งพัฒนาขึ้นอย่างอิสระและแต่ละฐานข้อมูลจึงมีคำศัพท์ข้อมูลของตนเอง ใน บริบท ของเว็บเชิงความ หมายที่เกี่ยวข้องกับผู้มีส่วนร่วมจำนวนมากที่จัดทำ ออนโทโลยีของตนเองการจับคู่ออนโทโลยีจึงมีบทบาทสำคัญในการช่วยให้ทรัพยากรที่แตกต่างกันสามารถทำงานร่วมกันได้ เครื่องมือจัดเรียงออนโทโลยีจะค้นหาคลาสของข้อมูลที่มีความหมายเทียบเท่ากันเช่น "truck" และ "lorry" คลาสเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องเหมือนกันในเชิงตรรกะ ตามที่ Euzenat และ Shvaiko (2007) ^{[ 1 ]} กล่าวไว้ มีมิติหลัก 3 ประการสำหรับความคล้ายคลึงกัน ได้แก่ ด้านไวยากรณ์ ด้านภายนอก และด้านความหมาย โดยบังเอิญ มิติเหล่านี้สอดคล้องกับมิติที่นักวิทยาศาสตร์ด้านความรู้ความเข้าใจระบุไว้ด้านล่าง เครื่องมือและกรอบการทำงานจำนวนมากได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อจัดเรียงออนโทโลยี บางส่วนได้รับแรงบันดาลใจจากวิทยาศาสตร์ด้านความรู้ความเข้าใจ และบางส่วนพัฒนาขึ้นอย่างอิสระ

^{โดยทั่วไป แล้ว}เครื่องมือการจัดเรียงออนโทโลยีได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อใช้งานกับสคีมาฐานข้อมูล [ ^{2 ]} สคี มาXML ^{[ 3 ]}อนุกรมวิธาน [ ^{4 ] ภาษา}ทางการโมเดลความสัมพันธ์ระหว่างเอน ทิ ตี^{[ 5 ]}พจนานุกรมและกรอบงานป้ายกำกับอื่นๆ โดยปกติจะแปลงเป็นกราฟก่อนที่จะจับคู่กัน นับตั้งแต่การเกิดขึ้นของเว็บเชิงความหมาย กราฟดังกล่าวสามารถแสดงได้ใน ภาษาตระกูล Resource Description Frameworkโดยใช้สามส่วนในรูปแบบ <หัวข้อ ภาคแสดง วัตถุ> ดังที่แสดงใน ไวยากรณ์ Notation 3ในบริบทนี้ การจัดเรียงออนโทโลยีบางครั้งเรียกว่า "การจับคู่ออนโทโลยี"

ปัญหาการจัดเรียงออนโทโลยีได้รับการแก้ไขเมื่อเร็ว ๆ นี้โดยการพยายามคำนวณการจับคู่ก่อนและทำการแมป (ตามการจับคู่) โดยอัตโนมัติ ระบบเช่นDSSim , X-SOM ^{[ 6 ]} หรือ COMA++ ได้รับ ความแม่นยำและการเรียกคืนที่สูงมากในขณะนี้^{[ 3 ]}โครงการริเริ่มการประเมินการจัดเรียงออนโทโลยีมีเป้าหมายเพื่อประเมิน เปรียบเทียบ และปรับปรุงแนวทางต่างๆ

เมื่อกำหนดออนโทโลยีสอง ชุด โดยที่เป็นเซตของคลาสเป็นเซตของความสัมพันธ์เป็นเซตของบุคคลเป็นเซตของประเภทข้อมูล และเป็นเซตของค่า เราสามารถกำหนดความสัมพันธ์ (ระหว่างออนโทโลยี) ประเภทต่างๆ ได้^{[ 1 ]}ความสัมพันธ์ดังกล่าวจะเรียกรวมกันว่า การจัดเรียง และสามารถจัดหมวดหมู่ตามมิติต่างๆ ได้ ${\displaystyle i=\langle C_{i},R_{i},I_{i},T_{i},V_{i}\rangle }$${\displaystyle j=\langle C_{j},R_{j},I_{j},T_{j},V_{j}\rangle }$${\displaystyle C}$${\displaystyle R}$${\displaystyle I}$${\displaystyle T}$${\displaystyle V}$

• ความคล้ายคลึงกับตรรกะ: นี่คือความแตกต่างระหว่างการจับคู่ (การทำนายความคล้ายคลึงกันของคำศัพท์ในระบบออนโทโลยี) และการแมป ( สัจพจน์เชิงตรรกะซึ่งโดยทั่วไปแสดงถึงความเท่าเทียมกันเชิงตรรกะหรือการรวมกันระหว่างคำศัพท์ในระบบออนโทโลยี)
• อะตอมิกเทียบกับคอมเพล็กซ์: การจัดเรียงที่เราพิจารณานั้นเป็นการจับคู่แบบหนึ่งต่อหนึ่งหรือสามารถเกี่ยวข้องกับเงื่อนไขเพิ่มเติมในรูปแบบคำถาม (เช่น การแมป LAV/GAV )
• เหมือนกันหรือต่างกัน: การจัดกลุ่มนั้นขึ้นอยู่กับเงื่อนไขประเภทเดียวกันหรือไม่ (เช่น คลาสมีความสัมพันธ์เฉพาะกับคลาส บุคคลมีความสัมพันธ์เฉพาะกับบุคคล เป็นต้น) หรือเราอนุญาตให้มีความแตกต่างกันในความสัมพันธ์ได้?
• ประเภทของการจัดเรียง: ความหมายที่เกี่ยวข้องกับการจัดเรียงนั้น อาจเป็นการครอบคลุมการเท่าเทียมกันการแยกออกจากกัน การเป็นส่วนหนึ่งของหรือความสัมพันธ์ใดๆ ที่ผู้ใช้กำหนดเอง

การจัดเรียงแบบ Subsumption, Atomic และ Homogeneous เป็นองค์ประกอบพื้นฐานในการสร้างการจัดเรียงที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น และมีความหมายที่ชัดเจนใน Description Logic ทุกรูปแบบ ต่อไปนี้เราจะมาแนะนำการจับคู่และการแมปออนโทโลยีอย่างเป็นทางการมากขึ้น

การจับคู่แบบเอกพันธุ์เชิงอะตอมคือการจัดเรียงที่แสดงระดับความคล้ายคลึงกัน ซึ่งอธิบายถึงความคล้ายคลึงกันของสองคำในออนโทโลยีอินพุตและการจับคู่สามารถคำนวณได้โดยใช้อัลกอริธึมแบบฮิวริสติก หรืออนุมานได้จากการจับคู่อื่นๆ ${\displaystyle s\in [0,1]}$${\displaystyle i}$${\displaystyle j}$

ในทางทฤษฎี เราสามารถกล่าวได้ว่า การจับคู่คือควอดรูเพิลโดยที่และเป็นคำศัพท์ทางออนโทโลยีที่เป็นเนื้อเดียวกัน และ คือระดับความคล้ายคลึงกันของการแมป (แบบครอบคลุม แบบเนื้อเดียวกัน แบบอะตอมิก) ถูกกำหนดให้เป็นคู่โดยที่และเป็นคำศัพท์ทางออนโทโลยีที่เป็นเนื้อเดียวกัน ${\displaystyle m=\langle id,t_{i},t_{j},s\rangle }$${\displaystyle t_{i}}$${\displaystyle t_{j}}$${\displaystyle s}$${\displaystyle m}$${\displaystyle \mu =\langle t_{i},t_{j}\rangle }$${\displaystyle t_{i}}$${\displaystyle t_{j}}$

สำหรับนักวิทยาศาสตร์ด้านความรู้ความเข้าใจที่สนใจในการจัดเรียงออนโทโลยี "แนวคิด" คือโหนดในเครือข่ายความหมายที่อยู่ในสมองในฐานะ "ระบบแนวคิด" คำถามสำคัญคือ หากทุกคนมีประสบการณ์เฉพาะตัวและมีเครือข่ายความหมายที่แตกต่างกัน แล้วเราจะเข้าใจกันได้อย่างไร คำถามนี้ได้รับการแก้ไขโดยแบบจำลองที่เรียกว่า ABSURDIST (Aligning Between Systems Using Relations Derived Inside Systems for Translation) มีการระบุสามมิติหลักสำหรับความคล้ายคลึงกันเป็นสมการสำหรับ "ความคล้ายคลึงภายใน ความคล้ายคลึงภายนอก และการยับยั้งซึ่งกันและกัน" ^{[ 7 ]}

มีสาขาวิจัยย่อยสองสาขาที่เกิดขึ้นในการทำแผนที่ออนโทโลยี ได้แก่ การทำแผนที่ออนโทโลยีแบบภาษาเดียวและการทำแผนที่ออนโทโลยีแบบข้ามภาษา โดยแบบแรกหมายถึงการทำแผนที่ออนโทโลยีในภาษาธรรมชาติเดียวกัน ในขณะที่แบบหลังหมายถึง "กระบวนการสร้างความสัมพันธ์ระหว่างทรัพยากรออนโทโลยีจากออนโทโลยีอิสระสองรายการขึ้นไป โดยแต่ละออนโทโลยีจะถูกติดป้ายกำกับในภาษาธรรมชาติที่แตกต่างกัน" ^{[ 8 ]}วิธีการจับคู่ที่มีอยู่ในการทำแผนที่ออนโทโลยีแบบภาษาเดียวมีการกล่าวถึงใน Euzenat และ Shvaiko (2007) ^{[ 1 ]}แนวทางในการทำแผนที่ออนโทโลยีแบบข้ามภาษามีการนำเสนอใน Fu et al. (2011) ^{[ 9 ]}

• การแปลงข้อมูล
• ไอโซมอร์ฟิซึมของกราฟ
• การแมปขั้นต่ำ
• ออนโทโลยี (วิทยาศาสตร์สารสนเทศ)
• รูปแบบการแลกเปลี่ยนกฎ
• ความแตกต่างทางความหมาย
• การบูรณาการเชิงความหมาย
• ความสามารถในการทำงานร่วมกันเชิงความหมาย
• การจับคู่ความหมาย
• การรวมความหมาย

• รวบรวมแบบสำรวจและเอกสารงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการทำแผนที่ การจับคู่ และการจัดเรียงออนโทโลยี
• แหล่งที่มาของการจัดเรียงออนโทโลยี
• ABSURDIST เก็บถาวรเมื่อ 2 กันยายน 2006 ที่Wayback Machine
• Ontologymatching.org
• การจัดเรียงออนโทโลยีสำหรับข้อมูลเปิดที่เชื่อมโยงกัน
• การจับคู่ออนโทโลยีตามอินสแตนซ์
• Noy, NF (2004). " การบูรณาการความหมาย: การสำรวจแนวทางตามออนโทโลยี " SIGMOD Rec. 33(4): 65-70.
• เครื่องมือสำหรับการทำแผนที่และการจัดเรียงออนโทโลยี

• ITM Align: การจัดเรียงออนโทโลยีแบบกึ่งอัตโนมัติ
• Optima: เครื่องมือจัดเรียงออนโทโลยีเชิงภาพ
• CogZ: ระบบสนับสนุนด้านการรับรู้และการแสดงภาพสำหรับระบบการทำแผนที่ที่มนุษย์เป็นผู้ชี้นำเก็บถาวรเมื่อ 2010-11-03 ที่Wayback Machine
• AgreementMaker: การจับคู่สำหรับโครงสร้างข้อมูลและออนโทโลยีขนาดใหญ่ในโลกแห่งความเป็นจริง
• Biomixer : เครื่องมือแสดงภาพออนโทโลยีแบบร่วมมือกันบนเว็บ
• เครื่องมือ SDI (Semantic Data Integration) : เครื่องมือสำหรับการสร้างและแสดงแผนที่ความหมายโดยใช้ UML สำหรับวิศวกรระบบ