Методология инженерии знаний в онтологических системах

Требования к онтологиям

Несмотря на кажущееся разнообразие инструментальных средств инженерии знаний в онтологических системах, в них присутствуют те же проблемы, которые тормозят развитие практически всех типов систем, основанных на знаниях, в частности ЭС, СУЗ и др., а именно:

• • отсутствие единых концепций и технологий выявления и структурирования знаний разных уровней;
• • отсутствие единых методик работы со специалистами и выявления необходимых контекстных знаний, важных для унификации и стандартизации знаний в онтологиях;
• • проблемы согласования смыслов (толкований) и терминов (понятий) в различных предметных областях.

Выявление и сбор нужных знаний — по-прежнему центральный вопрос, который встает и перед разработчиками онтологий. Объемы и содержание нужных знаний, как известно, определяются принятым разработчиками понятием МПрО и методикой ее построения. А понятия эти у разных авторов — разные, они зависят от целей, которые ставят перед собой авторы, субъективных предпочтений, ориентации на определенные классы задач, методы формализации и т. д. Кроме того, очевидно, что методика построения онтологической модели ПрО должна естественным образом формировать онтологии, удовлетворяющие следующим требованиям:

• — содержать концептуальные, а не эпизодические знания;
• — быть хорошо структурированной;
• — простой для понимания и поиска понятия;
• — совместимой друг с другом на предмет дальнейшей интеграции и обмена содержащейся в них информацией;
• — с другими источниками/ресурсами знаний;
• — не зависеть от естественного языка, используемого для описания знаний;
• — поддерживать точные аксиомы вывода (должна быть хорошо специфицирована);
• — быть согласованной со структурой, именами и содержимым для всех определенных в ней понятий;

поддерживать следующие функции: возможность трансляции с одного языка/формата в другой, предоставлять возможность многократного использования, быть редактируемой, дополненной или дополнять другую онтологию, обеспечивать возможность совместного доступа пользователей.

В этой связи представляется, что идеи и метод ситуационного анализа (MCA) и проектирования модели ПрО, рассмотренные в гл. 5, остаются актуальными и для проектирования онтологий различных типов — от метаонтологий до онтологий задач и приложений. Очевидно, для этого необходима его дополнительная интерпретация и развитие применительно к задачам онтологии.

Напомним, что в основе метода лежит идея анализа и проектирования моделей ПрО и самих БЗ в виде системы инвариантных конструктов — моделей и заданий метода их интеграции в некоторую единую понятийную структуру с единым понятийным пространством знаний. В этом случае язык всей системы естественным образом будет вытекать из используемых понятий, а не наоборот, когда понятия вытекают из сложившегося языка. Модель ПрО представляется в виде особым образом связанных конструктов, их описаний и отношений между ними. При таком подходе появляются возможности сравнивать, объединять, интегрировать конструкты и строить более сложные из простых средствами формальной логики и искусственного интеллекта. Классы конструктов, необходимые для решения задач онтологий, естественным образом могут быть представлены в виде теоретико-системных форм, их предметной интерпретации и использования в различных целях. Отсюда же естественным образом могут быть решены проблемы стандартизации и унификации языка представления знаний в онтологиях, проблемы противоречивости в толковании терминов, их полноты и лаконичности, а также адекватности уровней детализации. Подход с позиции MCA формирует итоговую понятийно-объектную МПрО, которая, но определению, является объектно-ориентированной. Это важно, так как почти все программные среды, ориентированные на создание онтологий, основаны на объектно-ориентированной модели. Еще одно важное достоинство MCA: метод предлагает алгебру работы с конструктами, которая может быть разработана до множества операций, применяемых в онтологиях различных типов.