[論文レビュー] Disentangling Domain Ontologies

Mayukh Bagchi, Subhashis Das|arXiv (Cornell University)|Mar 21, 2023

Semantic Web and Ontologies被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、認知的・表現的プロセスの段階的進行に伴い生じる、知覚、ラベリング、意味的整合、階層的モデリング、内挿的定義の五段階にわたる現象としての概念的絡み合い（Conceptual Entanglement）を提示する。また、各段階で意味的全単射を保証するための規範的原則を用いた多段階的戦略、すなわち概念的解体（Conceptual Disentanglement）を提唱する。これにより、概念的に解体され、再利用可能で調和的なオントロジーが構築可能となり、知識統合およびデジタル図書館の分野で応用可能となる。

ABSTRACT

In this paper, we introduce and illustrate the novel phenomenon of Conceptual Entanglement which emerges due to the representational manifoldness immanent while incrementally modelling domain ontologies step-by-step across the following five levels: perception, labelling, semantic alignment, hierarchical modelling and intensional definition. In turn, we propose Conceptual Disentanglement, a multi-level conceptual modelling strategy which enforces and explicates, via guiding principles, semantic bijections with respect to each level of conceptual entanglement (across all the above five levels) paving the way for engineering conceptually disentangled domain ontologies. We also briefly argue why state-of-the-art ontology development methodologies and approaches are insufficient with respect to our characterization.

研究の動機と目的

• 概念的絡み合いを、段階的ドメインオントロジー開発における固有の順序付けられた多様性として同定し、形式化すること。
• 概念的表現レベル間の積層的意味的不均一性を十分に考慮しない既存のオントロジー開発手法の限界を是正すること。
• 概念的に解体され、再利用可能で、かつ調和的なドメインオントロジーを設計可能にする、原理的で多段階的な戦略「概念的解体」を提唱すること。
• 多様な概念的表現（例：バービル・カーリファは高層ビル、ホテル、企業施設）を統一的オントロジー構造に統合する基盤を確立すること。
• 目的志向的、包括的かつ論理的に整合性のある分類的オントロジーを通じて、デジタル図書館やリポジトリにおける知識組織化を支援すること。

提案手法

• 知覚、ラベリング、意味的整合、階層的モデリング、内挿的定義の五つの明確に区別できる概念的絡み合いの段階を同定する。
• 各段階における解体のための規範的フレームワークを提唱し、ガイドラインとしての原則（目的の規範、関連順序の規範、包括性の規範、調整の規範）を用いる。
• 目的の規範を適用し、後続の分類的特徴がモデリング目的に基づいてのみ選択されることを保証する。
• 関連順序の規範を用いて、分類的階層における差別的特徴の目的志向的かつ非恣意的な順序付けを強制する。
• 包括性の規範を用いて、階層の次の深さにおけるすべての概念が、完全かつ互いに排他的であることを保証する。
• 調整の規範を適用し、分類的経路における欠落したリンクを排除することで、完全な接続性を確保し、関係における多対多の曖昧さを防止する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 概念的絡み合いは、ドメインオントロジー開発の段階を通じて、どのように積層的かつ順序付けられた現象として生じるのか？
• RQ2 なぜ現在のオントロジー開発手法は、概念的表現レベルに起因する意味的不均一性の全範囲を処理できないのか？
• RQ3 知覚、ラベリング、整合、階層、内挿的定義の各段階における概念的表現を解体するために、体系的に適用可能な規範的原則は何か？
• RQ4 多段階的解体戦略は、ドメインオントロジーにおける意味的全単射と論理的整合性をどのように保証するのか？
• RQ5 目的志向的設計は、分類的オントロジーにおける曖昧さの排除と完全性の確保に、どのように寄与するのか？

主な発見

• 概念的絡み合いは、知覚から論理的形式化までに至る人間の概念的把握の認知的・表現的プロセスに根ざした五段階の現象である。
• 提唱された概念的解体戦略は、規範的原則の集合を用いて、すべての五段階で意味的全単射を強制し、曖昧さのない再利用可能なオントロジーの構築を可能にする。
• 目的の規範、関連順序の規範、包括性の規範、調整の規範が一体となって、分類的階層における曖昧さ、不完全性、欠落したリンクを排除する。
• 本手法により、言語に依存しないメンタルモデル、形式的オントロジー（例：OWL）、およびその背後にある一階論理の公理化との間で、新たな対応関係が確立される。
• 最先端のオントロジー手法は、積層的で概念的絡み合いの全範囲を認識または処理しておらず、分類的および知識組織化タスクにおける有用性が制限されている。
• 本フレームワークは、整合性と再利用性が極めて重要な分野、たとえば医療分野やデジタル図書館における分類的オントロジーの設計において特に有効である。