Folien zu einer Präsentation über Formale Ontologien und deren Einsatzmöglichkeiten in der Linguistik, gehalten im Semantikkolloqium im April 2008.
Bei den Folien handelt es sich nicht um die finale Version, daher ist die Literaturliste unvollständig und es fehlen Quellennachweise für die Bilder (u.a. von Wikipedia, einem Vortrag von Douglas Lenat und aus einem Paper zur dbpedia). Wie man sehen kann, kommt slideshare scheinbar nicht so gut mit den Folien zurecht (pdflatex + beamer-Paket -> pdf), sobald ich die tex-Dateien in einem alten Backup wiederfinden sollte, werde ich mal an den Einstellungen schrauben und die Datei neu hochladen, bis dahin enpfiehlt sich der Download der PDF.
Eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
1. Einführung
formale Ontologien
kurzer historischer Überblick
General Ontology for Linguistic Description (GOLD)
Fazit
eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
Denis Brumann
<mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de>
5. April 2008
Denis Brumann <mam05dqx@studserv.uni-leipzig.de> eine (sehr) kurze Einführung in formale Ontologien
2. Einführung
formale Ontologien
kurzer historischer Überblick
General Ontology for Linguistic Description (GOLD)
Fazit
Ontologien in der Philosophie
Beschreibung der Grundstrukturen der Realität und
fundamentaler Typen von Entitäten
realistischer Ansatz nimmt an, dass sich Grundstrukturen
durch Erfahrung zeigen und in sprachlicher Form angemessen
widerspiegeln (z.B. Aristoteles)
konstruktivistischer Ansatz lehrt, dass die Grundstrukturen
des Seienden nur Projektionen des Denkens über die Sprache
in die Welt sind
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3. Einführung
formale Ontologien
kurzer historischer Überblick
General Ontology for Linguistic Description (GOLD)
Fazit
Ontologien in der Informatik
1984: Beginn des CYC-Projekts unter Douglas Lenat
der Versuch eine umfassende Ontologie zur Modellierung von
alltäglichem common-sense-Wissen zu entwickeln
http://video.google.com/videoplay?docid=770438861504949
(Vortrag: Computers vs. Common Sense)
bereits seit den 1960er Jahren Forschung an
Expertensystemen, seit den 1980ern Forschung an Ontologien
als Knowledge Base
seit den 90ern Verwendung von Ontologien insbesondere für
medizinische Expertensysteme (ULMS, SNOMED, etc.)
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4. Einführung Aufbau
formale Ontologien Denition
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web
Fazit Inferenz oder sophisticated querying
semiotisches Dreieck
formale Ontologien
Ontologien bilden die Mittler-Schicht zwischen Symbol und Ding
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5. Einführung Aufbau
formale Ontologien Denition
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web
Fazit Inferenz oder sophisticated querying
wesentliche Struktur
es können Taxonomien und Meronymien aus Klassen
(Konzepten) gebildet werden
mittels Relationen können Aussagen über Konzepte gemacht
werden: is-a, has-a, . . .
Konzepte sind über Relationen miteinander verbunden
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6. Einführung Aufbau
formale Ontologien Denition
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web
Fazit Inferenz oder sophisticated querying
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7. Einführung Aufbau
formale Ontologien Denition
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web
Fazit Inferenz oder sophisticated querying
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8. Einführung Aufbau
formale Ontologien Denition
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web
Fazit Inferenz oder sophisticated querying
Denition
Eine Ontologie ist ein formal deniertes System aus Relationen und
Konzepten, welches zusätzlich Regeln zur Wahrung der Integrität
und für Inferenz bereitstellt. Dabei sind Relationen Aussagen
(Fakten), welche zwei oder mehrere Konzepte miteinander
verbinden. Eine Inferenz ist eine Schlussfolgerung, die aus Aussagen
eine neue Aussage herleitet.
nach: Uschold, M. (1996), Ontologies: Principles, Methods and Applications
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9. Einführung Aufbau
formale Ontologien Denition
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web
Fazit Inferenz oder sophisticated querying
Wofür braucht man formale Ontologien?
Formalisierung und Systematisierung von Wissen über eine
Domäne
Schaung eines Denitionskonsens für eine bestimmte Domäne
semantische Suche auf Daten (Common-Sense-Reasoning)
maschinen verständliche Wissensbasis
weitere positive Eigenschaften formaler Ontologien
Wiederverwendbarkeit und Erweiterbarkeit
interoperables und oenes Verteilen von Daten möglich
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10. Einführung Aufbau
formale Ontologien Denition
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web
Fazit Inferenz oder sophisticated querying
W3C und die Idee des Semantic Web
Erweiterung des Internets durch semantische Verknüpfung
der enthaltenen Daten
formale Ontologien und oene Formate als wesentlicher
Bestandteil
Unterschied zwischen Internet und Semantic Web
Internet dient lediglich dem Austausch von Daten (Information
Interchange)
Im Semantic Web werden Daten verknüpft (web of data)
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11. Einführung Aufbau
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Fazit Inferenz oder sophisticated querying
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12. Einführung Aufbau
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General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web
Fazit Inferenz oder sophisticated querying
eXtensible Markup Language (XML)
Metasprache zur Auszeichnung hierarchisch gegliederter
Daten. (W3C-Spezikation)
rein syntaktische Darstellung → muss gegen ein Schema
geneigt interpretiert werden
Resource Description Framework (RDF)
Zerlegung von Aussagen in Bestandteile (Subjekt, Prädikat
und Objekt)
ordnet Aussagen in eine Ontologie ein
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13. Einführung Aufbau
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Fazit Inferenz oder sophisticated querying
Web Ontology Language (OWL)
Ontologiebeschreibungssprache (kompatibel zu RDF-Schema)
ermöglichen Inferenz (logisches Reasoning) über Daten auf
Basis von Beschreibungslogik
verschiedene Version mit unterschiedlicher Mätchtigkeit des
Reasoners (OWL-Full, OWL-DL und OWL-Lite)
Protégé
Ontologie-Editor entwickelt an der Universität Stanford
http://protege.stanford.edu/
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14. Einführung Aufbau
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Fazit Inferenz oder sophisticated querying
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15. Einführung Aufbau
formale Ontologien Denition
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web
Fazit Inferenz oder sophisticated querying
Inferenz auf formale Ontologien
durch Vernetzung der Daten ist eine Inferenz (deduktives
Schliessen) auf Ergebnisse möglich
auch relevant für Natural Language Processing (NLP)
Query-Sprachen (z.B. SPAQRL), vergleichabr mit klassischen
Datenbankanfragen (SQL-92)
Beispiel
das folgende Beispiel stammt aus einem Vortrag der
CYC-Foundataion
Anfragen über eigene Query-Sprachen (z.B. SPAQRL),
vergleichabr mit klassischen Datenbankanfragen
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16. Einführung Aufbau
formale Ontologien Denition
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web
Fazit Inferenz oder sophisticated querying
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17. Einführung Aufbau
formale Ontologien Denition
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web
Fazit Inferenz oder sophisticated querying
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18. Einführung Aufbau
formale Ontologien Denition
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web
Fazit Inferenz oder sophisticated querying
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19. Einführung Aufbau
formale Ontologien Denition
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web
Fazit Inferenz oder sophisticated querying
DBpedia
erweiterte Suche nach Daten aus der Wikipedia, komplexe
Queries über SPAQRL-Anfragen möglich
http://wikipedia.3ba.se/index.php?qid=8
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20. Einführung Aufbau
formale Ontologien Denition
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web
Fazit Inferenz oder sophisticated querying
Fussballspieler mit der Trikotnr. 11 der für einen Verein spielt(e) deren Stadion
mindestens 40.000 Platz Sitzkapazität und dessen Geburtsort mehr als 1 Mio.
Einwohner hat . . .
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21. Einführung Aufbau
formale Ontologien Denition
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) formale Ontologien für das Semantic Web
Fazit Inferenz oder sophisticated querying
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22. Einführung
formale Ontologien Aufbau der Ontologie
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Anwendung und Erweiterung
Fazit
http://www.linguistics-ontology.org/
technische Grundlagen
verwendet SUMO als Top-Level-Ontologie
a
aktuelle Version 0.45 enthält hauptsächlich Konzepte für
morphosyntaktische Eigenschaften
erweiterbar durch sogenannte COPEs (Community Project
Extension)
dient der Beschreibung von Daten wie z.B.
interlinearglossierter Texte
a
OWL-Variante, also eingeschränkte Inferenzmöglichkeiten
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23. Einführung
formale Ontologien Aufbau der Ontologie
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Anwendung und Erweiterung
Fazit
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24. Einführung
formale Ontologien Aufbau der Ontologie
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Anwendung und Erweiterung
Fazit
Hauptkategorien:
data constructs
metaconcepts
expressions
grammar
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25. Einführung
formale Ontologien Aufbau der Ontologie
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Anwendung und Erweiterung
Fazit
data constructs
beinhaltet Konstrukte zur Analyse linguistischer Daten, z.B.
Paradigmen, Lexika und feature-Strukturen
wird benötigt für die Relation zwischen versch. Konzepten,
z.B. Beziehung zwischen Lexeme und Stem
metaconcepts
grundlegende Konzepte für linguistische Analyse
beinhaltet z.B. das Konzept Sprache [2]:
set of data associated with a common grammatical
pattern
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26. Einführung
formale Ontologien Aufbau der Ontologie
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Anwendung und Erweiterung
Fazit
expressions
Beschreibung von LinguisticExpression, also von Morphemen,
Phonemen, Wörtern, Phrasen, etc.
aufgeteilt in zwei Subklassen WrittenLinguisticExpression und
WrittenLinguisticExpression
grammar
abstrakte Eigenschaften und Relationen einer Sprache
enthält keine Grammatiktheorie, sondern ist vielmehr ein
Framework für individuelle grammatische Phänomene
ermöglicht das Vergleichen und Finden von gemeinsamen
Beziehungen versch. Grammatiktheorien
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27. Einführung
formale Ontologien Aufbau der Ontologie
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Anwendung und Erweiterung
Fazit
aktuelle Anwendungen: ODIN
Verwendung in ODIN (Datenbank für interlinearglossierte
Texte)
http://www.csufresno.edu/odin/
aktuelle Anwendungen: OntoELAN
OntoELAN (linguistische Annotation von Multimediadaten
http://database.cs.wayne.edu/proj/ontoelan/
http://database.cs.wayne.edu/proj/ontoelan/demo2.swf
Erweiterungen
Ethnologue-COPE: Metadaten zu Sprachen in GOLD
WALS-COPE: Versuch die über 140 Datenbanken aus WALS
gegen eine Ontologie zu mappen
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28. Einführung
formale Ontologien Aufbau der Ontologie
General Ontology for Linguistic Description (GOLD) Anwendung und Erweiterung
Fazit
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29. Einführung
formale Ontologien
General Ontology for Linguistic Description (GOLD)
Fazit
Probleme mit formalen Ontologien
(formalsemantische) Beschreibung grundlegendet Entitäten:
Allen, Hayes (1989). Moments and points in an interval-based
temporal logic
Haslanger (2003). Persistence through Time
Vielzahl verschiedener Ontologien → Konsistenz der
Beschreibungen
Mehraufwand durch zusätzliche Annotation von Daten
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30. Einführung
formale Ontologien
General Ontology for Linguistic Description (GOLD)
Fazit
mögliche Einsatzgebiete in der Linguistik
(automatische) Sprachverarbeitung natürlicher Sprache (keine
reine Syntaxanalyse, sondern Bezug auf Semantik)
Sprachdokumentation (kollaboratives Wissensmanagement)
und Suche nach Sprachdaten über das Internet
Annotation von Multimediadaten (siehe OntoELAN)
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31. Einführung
formale Ontologien
General Ontology for Linguistic Description (GOLD)
Fazit
Cysouw, Michael A., Good, Je, Albu, Mihai and Bibiko,
Hans-Jörg (2005). Can GOLD cope with WALS? Retrotting
an ontology onto the World Atlas of Language Structures.
Proceeding of EMELD 2005. proceedings
Farrar, Scott and Langendoen, Terry (2003). A Linguistic
Ontology for the Semantic Web. GLOT International. 7 (3),
pp.97-100.
Scott Farrar and William D. Lewis (2007) The GOLD
Community of Practice: An Infrastructure for Linguistic Data
on the Web. Language Resources and Evaluation.
Fox, Chris (2000). The Ontology of Language: properties,
individuals and discourse. Cambridge University Press
Uschold, M. and Gruninger, M. (1996). Ontologies: Principles,
Methods and Applications. Knowledge Engineering Review Vol.
11
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