[論文レビュー] OntoMaven: Maven-based Ontology Development and Management of Distributed Ontology Repositories

Adrian Paschke|arXiv (Cornell University)|Sep 27, 2013

Semantic Web and Ontologies参考文献 13被引用数 9

ひとこと要約

この論文では、分散型オントロジー・リポジトリを管理するためのMavenベースのフレームワーク、OntoMavenを紹介する。OntoMavenは、モジュラーな再利用、推移的依存関係管理、アジール・ライフサイクル支援を可能にし、オントロジー工学におけるモジュラーでスケーラブルな開発を実現する。Mavenのプロジェクト・モデル、リポジトリ、プラグイン・アーキテクチャをオントロジーに適応させることで、構造的でバージョン管理された、再利用可能なオントロジー・アーティファクトを、統合されたテストとドキュメンテーションとともに提供する。プロトタイプ実装により、その有効性が実証された。

ABSTRACT

In collaborative agile ontology development projects support for modular reuse of ontologies from large existing remote repositories, ontology project life cycle management, and transitive dependency management are important needs. The Apache Maven approach has proven its success in distributed collaborative Software Engineering by its widespread adoption. The contribution of this paper is a new design artifact called OntoMaven. OntoMaven adopts the Maven-based development methodology and adapts its concepts to knowledge engineering for Maven-based ontology development and management of ontology artifacts in distributed ontology repositories.

研究の動機と目的

• 大規模な知識工学プロジェクトにおけるスケーラブルで、共同作業可能かつモジュラーなオントロジー開発のニーズに対応すること。
• 既存のオントロジー・エディタが備える分散再利用、依存関係追跡、バージョニングの面での制限を克服すること。
• 成功したソフトウェア工学の実践を模倣した構造的なライフサイクル管理により、アジールなオントロジー開発を可能にすること。
• セマンティックバージョニング、自動テスト、ドキュメンテーションをオントロジー開発ワークフローに統合すること。
• オントロジー・アーティファクトを分散リポジトリ内の第一級コンポonentとして管理するための標準的かつ拡張可能なフレームワークを提供すること。

提案手法

• オントロジー・プロジェクトのメタデータ、依存関係、ビルド構成を含む、Mavenのプロジェクト・オブジェクト・モデル（POM）をオントロジーに適応する。
• ローカルおよびリモートのリポジトリを実装し、バージョン、プロバンス、ライセンスなど、関連するメタデータを備えたオントロジー・アーティファクトを格納・配布する。
• Mavenのプラグイン・アーキテクチャを活用し、テスト、ドキュメンテーション、バージョン管理などの分野固有の機能をOntoMavenに拡張する。
• Pellet や W3C OWL テストケースといった外部ツールと連携する専用プラグイン（例：MvnOwlTest、MvnOwlEntailment）を開発し、自動検証を可能にする。
• 標準的な入出力メカニズムを用いて、Protege や Swoop などの既存のオントロジー・ツールを、プラグインを通じてOntoMavenのワークフローに統合する。
• インポート、ビルド、テスト、デプロイ、保守といった反復的開発フェーズをサポートする、プラグインベースの実行モデルを実装する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Mavenのソフトウェア工学パラダイムは、モジュラーで分散型のオントロジー開発を効果的に支援するために適応可能か？
• RQ2 オントロジーの再利用、依存関係管理、バージョニングを、ソフトウェアプロジェクト管理に類似した方法で体系的かつ効果的に支援できるか？
• RQ3 既存のツールと比較して、OntoMavenは共同作業およびライフサイクル管理の面で、アジールなオントロジー工学においてどの程度の改善をもたらすか？
• RQ4 OntoMavenのプラグイン・アーキテクチャは、既存のオントロジー・ツールやテスト・フレームワークと効果的に統合可能か？
• RQ5 POMベースのモデルを用いることで、オントロジー・プロジェクトおよびそのメタデータを記述するにあたり、実用的な利点は何か？

主な発見

• OntoMavenは、分散リポジトリにおけるオントロジー・アーティファクトの構造的管理を実現するMavenを模倣したフレームワークを効果的に実装した。
• プロトタイプ実装により、オントロジーの依存関係、バージョン、メタデータが、ソフトウェアプロジェクトと同様にPOMファイルを介して管理可能であることが実証された。
• OntoMavenは、W3C OWL テストケースと Pellet などの外部推論エンジンを活用した自動テストをサポートしており、帰結および不整合性チェックの専用プラグインが存在する。
• プラグイン・アーキテクチャにより、Subversion によるバージョニングや SpecGen によるドキュメンテーションといった既存ツールとのシームレスな統合が可能となった。
• 依存関係解決により、オントロジーの推移的再利用が可能となり、大規模なオントロジー・プロジェクトにおけるモジュラリティと保守性が向上した。
• Protege や Swoop、Top Braid Composer と比較して、OntoMavenはリモートリポジトリ、セマンティックバージョニング、バックエンド・ワークフローにおける拡張性の面で優れたサポートを提供している。