[논문 리뷰] Design and software implementation of subsystems for creating and using the ontological base of a research scientist

Oleksandr Palagin, Kyrylo Malakhov외 2명|arXiv (Cornell University)|2018. 02. 17.

Scientific Computing and Data Management참고 문헌 3인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 연구 과학자 작업환경 내에서 개인화된 온톨로지 지식기반을 위한 소프트웨어 아키텍처와 구현을 제시하며, 과학 지식의 구조적 표현과 재사용을 가능하게 한다. 연구자 논문에서 유도된 온톨로지를 생성하고 관리하며 활용하기 위한 전용 서브시스템을 도입함으로써, 지식 중심 정보 시스템 프레임워크를 통해 e-Science 환경에서 지식 형식화와 협업을 향상시킨다.

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.

연구 동기 및 목표

• 현대 과학 연구에서 구조적이고 형식화된 지식 표현의 증가하는 수요를 해결하기 위해, 특히 e-Science 철학에 기반하여.
• 연구 생애 주기 全 주기에 걸쳐 과학 지식의 지적화와 형식화를 지원하기 위해.
• 개인화된 연구 및 개발 워크스테이션 환경을 위한 기능적 구성 요소를 설계하고 구현하기 위해.
• 연구자 논문에서 온톨로지 지식기반을 구축하고 활용하기 위한 소프트웨어 서브시스템을 만들기 위해.
• 연구 결과의 구축 및 형식화를 가능하게 하여 지식 공유와 협업을 촉진하기 위해.

제안 방법

• 논문은 연구 과학자 작업환경에 특화된 지식 중심 정보 시스템 아키텍처를 제안한다.
• 온톨로지 지식기반 생성 및 활용에 초점을 맞춘 기능 모델을 도입한다.
• 소프트웨어 구현은 개인화된 지식기반 시스템과 통합되어 연구자 논문에서 지식을 추출하고 구조화한다.
• 다학문적 연구와 CRIS(현재 연구 정보 시스템)를 지원하기 위해 상호운용성과 확장성을 강조한다.
• 과학 논문의 의미 분석을 통해 온톨로지 개발이 이루어지며, 개념과 관계의 형식적 표현이 가능하다.
• 표준 온톨로지 모델을 통해 개인 지식 형식화와 집단 지식 공유를 모두 지원한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 연구자 논문에서 유도된 과학 지식은 어떻게 체계적으로 형식적인 온톨로지 구조로 변환될 수 있는가?
• RQ2 개인화된 연구 워크스테이션 환경 내에서 온톨로지 지식기반의 생성과 동적 활용을 지원하기 위해 필요한 아키텍처 구성 요소는 무엇인가?
• RQ3 지식 형식화는 e-Science 환경에서 협업과 정보 공유를 어떻게 향상시킬 수 있는가?
• RQ4 다양한 과학 분야에 걸쳐 서브시스템의 확장성과 적응 가능성을 보장하는 설계 원칙은 무엇인가?
• RQ5 기존의 CRIS 및 연구 정보 시스템은 온톨로지 기반 지식 관리를 지원하기 위해 어떻게 확장될 수 있는가?

주요 결과

• 제안된 서브시스템은 연구자 논문에서 온톨로지 지식기반의 생성과 관리를 성공적으로 가능하게 하여, 구조적 지식 표현을 지원한다.
• 기능 모델과 소프트웨어 구현은 개인화된 연구 환경 내에서 과학 지식의 형식화 가능성을 입증한다.
• 시스템은 지식의 구축 및 형식화를 지원하여 연구 결과의 추적 가능성과 재사용 가능성을 향상시킨다.
• 연구 워크스테이션에 온톨로지 서브시스템을 통합함으로써, 다학문적 연구에서 지식 공유와 협업이 향상된다.
• e-Science 철학과 CRIS 표준을 준수하는 바탕으로 검증되었으며, 이는 Problems in Programming에 게재된 논문을 통해 입증된다.
• 시스템의 설계는 다양한 과학 분야에 대한 확장성과 적응 가능성을 제공하여, 향후 광범위한 지식 인프라와의 통합을 지원한다.