[論文レビュー] Design and software implementation of subsystems for creating and using the ontological base of a research scientist

Oleksandr Palagin, Kyrylo Malakhov+2 more|arXiv (Cornell University)|Feb 17, 2018

Scientific Computing and Data Management参考文献 3被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、研究者向けワークステーション内での個人化されたオントロジー的知識ベースのためのソフトウェアアーキテクチャおよび実装を提示しており、科学的知識の構造的表現と再利用を可能にしている。研究者発表論文から得られるオントロジーを生成・管理・利用するための専用サブシステムを導入することで、知識指向の情報システムフレームワークを通じて、e-Science環境における知識の形式化と協働を強化している。

ABSTRACT

Creation of the information systems and tools for scientific research and development support has always been one of the central directions of the development of computer science. The main features of the modern evolution of scientific research and development are the transdisciplinary approach and the deep intellectualisation of all stages of the life cycle of formulation and solution of scientific problems. The theoretical and practical aspects of the development of perspective complex knowledge-oriented information systems and their components are considered in the paper. The analysis of existing scientific information systems (or current research information systems, CRIS) and synthesis of general principles of design of the research and development workstation environment of a researcher and its components are carried out in the work. The functional components of knowledge-oriented information system research and development workstation environment of a researcher are designed. Designed and developed functional components of knowledge-oriented information system developing research and development workstation environment,including functional models and software implementation of the software subsystem for creation and use of ontological knowledge base for research fellow publications, as part of personalized knowledge base of scientific researcher. Research in modern conditions of e-Science paradigm requires pooling scientific community and intensive exchange of research results that may be achieved through the use of scientific information systems. research and development workstation environment allows to solve problems of contructivisation and formalisation of knowledge representation, obtained during the research process and collective accomplices interaction.

研究の動機と目的

• 現代の科学的研究における構造的・形式的知識表現の増大するニーズに対応すること。特にe-Scienceの枠組みにおいて。
• 研究ライフサイクル全体にわたり、科学的知識の知的化と形式化を支援すること。
• 個人化された研究開発ワークステーション環境のための機能的コンポーネントを設計および実装すること。
• 研究者発表論文からオントロジー的知識ベースを構築・利用するためのソフトウェアサブシステムを構築すること。
• 研究出力の構築的・形式的表現を可能にすることで、知識共有と協働を促進すること。

提案手法

• 本論文は、研究者向けワークステーションに特化した知識指向の情報システムアーキテクチャを提案している。
• オントロジー的知識ベースの作成と利用に焦点を当てた、機能的モデルを導入している。
• ソフトウェア実装は、個人化された知識ベースシステムと統合され、研究者発表論文から知識を抽出・構造化している。
• 異分野研究やCRIS（現在の研究情報システム）を支援するため、相互運用性と拡張性に重点を置いた設計である。
• オントロジー開発は、科学的論文の意味的分析によって駆動され、概念と関係の形式的表現を可能にしている。
• 標準化されたオントロジー的モデルを通じて、個人の知識形式化と集団的知識共有の両方を支援している。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 研究者発表論文からの科学的知識を、どのように体系的かつ形式的なオントロジー的構造に変換できるか？
• RQ2 個人化された研究ワークステーション内でのオントロジー的知識ベースの作成と動的利用を支援するためのアーキテクチャ的コンポーネントは何か？
• RQ3 知識形式化は、e-Science環境における協働と情報共有をどのように向上させ得るか？
• RQ4 多様な科学的分野にわたるサブシステムのスケーラビリティと適応可能性を保証する設計原則は何か？
• RQ5 既存のCRISおよび研究情報システムは、どのようにしてオントロジー的知識管理をサポートするように拡張できるか？

主な発見

• 提案されたサブシステムは、研究者発表論文からオントロジー的知識ベースの作成と管理を成功裏に可能にし、構造的知識表現を支援している。
• 機能的モデルおよびソフトウェア実装は、個人化された研究環境内での科学的知識の形式化の実現可能性を示している。
• システムは知識の構築的・形式的表現を支援しており、研究出力の追跡可能性と再利用性を向上させている。
• 研究ワークステーションへのオントロジー的サブシステムの統合は、異分野研究における知識共有と協働を強化している。
• e-Scienceの枠組みとの整合性およびCRIS基準の支援を通じた実装の妥当性が、『Problems in Programming』誌への論文掲載によって裏付けられている。
• システムの設計は、さまざまな科学的分野への拡張性と適応性を備えており、将来的に広範な知識インfraストラクチャへの統合を支援する。