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Ontología || Ontology

Artículo
 
 Editor
Sonia Sánchez-Cuadrado sonia.sanchez.cuadrado@uc3m.es
 Contribuciones incorporadas
Jorge Morato (6/11/09)
 Ámbito de uso
inteligencia artificial, web semántica
 Tipo
concepto, recurso
 Francés
Ontologie
 Alemán Ontologie

Según Gómez-Pérez (2004), la definición de ontología ha evolucionado a lo largo de los últimos veinte años. En 1995, Nicola Guarino recopiló siete definiciones sobre este concepto, para proponer una nueva definición. Este autor definió ontología como “a set of logical axioms designed to account for the intended meaning of a vocabulary” (Guarino, 1998). 

Uno de los motivos que subyacen bajo la poca convergencia de las definiciones es el de encontrar una definición que agrupe a todos los recursos propuestos hasta el momento como ontologías. Una solución parece ser proponer una definición amplia, como la propuesta por la Wikipedia, donde se define ontología como “Formal representation of a set of concepts within a domain and the relationships between those concepts”. Esta definición es igualmente válida para una gran cantidad de otros recursos de organización de información (p.e. un tesauro o una taxonomía). De esta forma la Wikipedia añade a lo anterior que las ontologías sirven para ser “used to reason about the properties of that domain, and may be used to define the domain”.

De cualquier forma la definición que ha alcanzado mayor popularidad es la propuesta por Gruber en 1991:  “ a formal, explicit specification of a shared ontology”.

1. Técnicas de modelado

Las dos técnicas más comunes en la literatura sobre el tema son:

  • Lógica de primer orden
  • Lógica descriptiva

2. Elementos de las ontologías

Dependiendo de la técnica que haya sido utilizada, los nombres de los elementos varían, aun teniendo equivalencias lógicas.

  • Clases: Es una agrupación de individuos que comparten un rasgo común. Estos conjuntos equivalen a los principales conceptos del dominio, y suelen estar organizados entre sí jerárquicamente. Las clases pueden tener atributos y funciones; además pueden tener relaciones de distinto tipo entre ellas. 
  • Relaciones: son asociaciones entre clases e individuos. 
  • Atributos: propiedades que pueden tener las clases y por tanto también sus individuos. 
  • Funciones
  • Individuos: Instancias u objetos de una clase

Para poder realizar inferencias es necesario que existan afirmaciones consideradas como ciertas en ese dominio. Estas aseveraciones pueden ser utilizadas para expresar restricciones, reglas y axiomas.

Finalmente los eventos son un medio de representar cómo los valores de los atributos y las relaciones pueden variar a lo largo del tiempo. 

La lógica de primer orden, denomina usualmente a los elementos para construir ontologías del siguiente modo: clases, relaciones, atributos, funciones, instancias y axiomas.

La lógica descriptiva, por otro lado, utiliza el siguiente vocabulario: conceptos (equivalentes a las clases), roles (equivalentes a las relaciones y las propiedades de los conceptos), e individuos (equivalentes a las instancias y a los valores de sus propiedades).

3. Principios del diseño de ontologías

Para poder compartir información es necesaria la interoperabilidad. Gruber (1993) propuso los siguientes principios para mejorar lar comunicación del conocimiento:

  • Claridad: definiciones neutras, formalizadas con axiomas y completas (con condiciones necesarias y suficientes).
  • Minima codificación
  • Extensibilidad
  • Mínimos compromisos ontológico: menor número de suposiciones posible
Gomez-Perez (2004) añade a la lista los siguientes elementos:
  • Declarar los elementos disjuntos y expresar el conocimiento de forma exhaustiva 
  • Minimizar la distancia semántica de los elementos que están al mismo nivel de jerarquía
  • Estandarizar las denominaciones de los elementos de forma comprensible

4. Tipos de Ontologías

Hay diferentes tipos de ontología:

de alto nivel (top ontologies u ~ fundacionales): contienen conceptos comunes a todas las ontologías. Se utilizan para interrelacionar ontologías entre sí mediante sus elementos raíz. Ejemplos son DOLCE, Proton, SUMO y CYC.

de tareas: contienen el vocabulario de una tarea o actividad

de dominio: contienen el vocabulario de un dominio

genéricas o comunes: una ontología que puede ser incluida en otras ontologías, debido a que describen fenómenos comunes a gran cantidad de dominios. Ejemplos son las ontologías de unidades temporales o espaciales. 

de representación del conocimiento: contienen las primitivas para expresar formalmente el conocimiento de los demás tipos de ontologías. 

de aplicación: son ontologías adaptadas a una aplicación o contexto local y concreto. Por ejemplo, una ontología para un sitio Web concreto.

~ terminologicas: son equivalentes a las redes léxicas y a los tesauros. En ellas el peso del léxico tiene un valor alto, aunque también contienen relaciones semánticas.

En relación a la reutilización y usabilidad de las ontologías, hay que hacer notar que cuanto más abstractas son más reutilizables podrán ser (ej. Ontologías de representación del conocimiento y de alto nivel), pero su uso directo (usabilidad) será bajo. Por otro lado, las ontologías de dominio y de aplicación tienen un nivel de reutilización en otro contexto menor, pero su aplicación directa es inmediata.

5. Lenguajes de Ontologías

Las distintas opciones de modelado tienen implicaciones sobre los lenguajes de formalización. Por ejemplo, uno de los lenguajes relacionados con la lógica de primer orden es KIF. OWL está usualmente relacionado con la lógica descriptiva (al menos en sus niveles OWL light y OWL DL). Este lenguage se emplea ampliamente para representar ontologías en la Web, su estructura está basada en RDF/RDFS.

Referencias

  • GUARINO, N. (1998) "Formal Ontology in Information Systems". En: Guarino N (ed). FOIS 98. Trento: IOS Press. pp. 3-15
  • GRUBER, T.R. (1993) "A translation approach to portable ontologies". Knowledge Acquisition, 5(2):199-220, 1993
  • GRUBER, T.R. (1993) "Toward principles for the design of ontologies used for knowledge sharing". Int. Workshop on Formal Ontology in Conceptual Analysis. Pádua 1993.
  • GOMEZ-PEREZ, A.; FERNANDEZ-LOPEZ, M.; CORCHO, O. (2004) Ontological engineering: with examples from the areas of knowleddge management, e-commerce and the Semantic Web. Londrés: Springer.
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