[論文レビュー] Understanding Semantic Web and Ontologies: Theory and Applications

Mohammad Mustafa Taye|arXiv (Cornell University)|Jun 23, 2010

Semantic Web and Ontologies参考文献 11被引用数 78

ひとこと要約

この論文は、セマンティックウェブとオントロジーの基盤的概要を提供し、標準化された語彙と意味的記述を通じて機械理解可能なデータを実現するためのオントロジーがどのように機能するかを説明している。オントロジーがセマンティックウェブにおけるサービス発見、アノテーション、構成の自動化にどのように寄与するかの理論的基盤と実用的応用を概説している。

ABSTRACT

Semantic Web is actually an extension of the current one in that it represents information more meaningfully for humans and computers alike. It enables the description of contents and services in machine-readable form, and enables annotating, discovering, publishing, advertising and composing services to be automated. It was developed based on Ontology, which is considered as the backbone of the Semantic Web. In other words, the current Web is transformed from being machine-readable to machine-understandable. In fact, Ontology is a key technique with which to annotate semantics and provide a common, comprehensible foundation for resources on the Semantic Web. Moreover, Ontology can provide a common vocabulary, a grammar for publishing data, and can supply a semantic description of data which can be used to preserve the Ontologies and keep them ready for inference. This paper provides basic concepts of web services and the Semantic Web, defines the structure and the main applications of ontology, and provides many relevant terms are explained in order to provide a basic understanding of ontologies.

研究の動機と目的

• セマンティックウェブの理論的基盤を明確にし、機械読取可能なウェブから機械理解可能なウェブへの進化を説明すること。
• オントロジーがセマンティックウェブにおける共有された共通知識を表現するためのコアインfra構造として果たす役割を定義すること。
• オントロジーがウェブサービスの自動アノテーション、発見、公開、統合をどのように可能にするかを説明すること。
• 分野に初めて入門する研究者向けに、オントロジーのキーワード、構造、応用分野について包括的な紹介を提供すること。
• 異種システム間での推論と相互運用性を支援する共通の意味的基盤を確立すること。

提案手法

• 本論文は、セマンティックウェブとオントロジー・モデルの概念的・理論的分析に焦点を当て、その構造的および機能的要素を検討している。
• オントロジーを、明示的かつ形式的な共有概念化の仕様と定義し、データ公開のための共通語彙と文法を提供する役割に重点を置いている。
• 本論文は、オントロジーがデータの意味的記述を支援し、標準化された表現を通じて機械推論と推論を可能にする仕組みを説明している。
• オントロジーとウェブサービスの統合について説明し、意味的アノテーションを通じて自動発見と統合を可能にする。
• 本論文のアプローチは説明的で教育的であり、形式的モデリングや実装を伴わず、定義と具体例を用いてコア概念を伝える。
• 本論文は、人工知能と知識表現分野の既存基準と原則を活用し、議論の枠組みを提示している。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 オントロジーは、現在のウェブを機械理解可能なセマンティックウェブにどのように変換可能にするか？
• RQ2 意味的相互運用性を支えるために、オントロジーの核心的構造的および機能的要素は何か？
• RQ3 オントロジーは、ウェブサービスの発見、アノテーション、統合を自動化するために、どのような方法で機能するか？
• RQ4 オントロジーは、セマンティックウェブにおけるデータの公開と推論に共通語彙と文法をどのように提供するか？
• RQ5 オントロジーの設計と応用を支える根本的な理論的原則は何か？

主な発見

• オントロジーは、共有知識と共通語彙の形式的表現を可能にすることで、セマンティックウェブの基盤的フレームワークを担う。
• セマンティックウェブは、オントロジーに基づく意味的アノテーションを通じて、データを機械理解可能にする点で現在のウェブを拡張している。
• オントロジーは、機械処理可能な記述を提供することで、サービス発見、公開、統合などの自動化プロセスを促進する。
• オントロジーによるデータの意味的記述は、推論と推論を支援し、データの相互運用性と再利用性を向上させる。
• オントロジーとウェブサービスの統合により、意味的マッチングに基づく動的かつ自動的なサービス統合が可能になる。
• 本論文は、オントロジーが意味的整合性を保持し、分散システム間でのスケーラブルかつ相互運用可能なデータ交換を可能にする上で不可欠であると確立している。