[논문 리뷰] Ontohub: A semantic repository for heterogeneous ontologies

Mihai Codescu, Eugen Kuksa외 3명|arXiv (Cornell University)|2016. 12. 15.

Semantic Web and Ontologies참고 문헌 22인용 수 13

한 줄 요약

Ontohub는 OMG 표준화된 DOL 언어를 사용하여 이질적인 온톨로지에 대한 관리, 버전 관리 및 논리적 추론을 가능하게 하는 의미론적 저장소 엔진이다. Git을 활용한 분산 버전 관리와 다양한 온톨로지 언어 및 형식적 논리 체계를 지원함으로써 Ontohub는 온톨로지 공유, 추론 및 축약 선택을 위한 확장 가능하고 상호운용성 있는 플랫폼을 제공하며, Open Ontology Repository(OOR) 이니셔티브의 상당한 요구사항을 충족시키는 최초의 구현체이다.

ABSTRACT

Ontohub is a repository engine for managing distributed heterogeneous ontologies. The distributed nature enables communities to share and exchange their contributions easily. The heterogeneous nature makes it possible to integrate ontologies written in various ontology languages. Ontohub supports a wide range of formal logical and ontology languages, as well as various structuring and modularity constructs and inter-theory (concept) mappings, building on the OMG-standardized DOL language. Ontohub repositories are organised as Git repositories, thus inheriting all features of this popular version control system. Moreover, Ontohub is the first repository engine meeting a substantial amount of the requirements formulated in the context of the Open Ontology Repository (OOR) initiative, including an API for federation as well as support for logical inference and axiom selection.

연구 동기 및 목표

• 세미틱 웹에서 증가하는 이질적 온톨로지의 수를 다루기 위한 확장 가능하고 상호운용성 있는 저장소의 증가하는 필요성을 해결하기 위해.
• 연합, 추론 및 축약 선택과 같은 핵심 요구사항을 충족시키는 오픈 온톨로지 저장소(OOR) 이니셔티브의 요구사항을 이행하기 위한 저장소 엔진을 구현하기 위해.
• 예를 들어 OWL, Common Logic, TPTP, 고차 논리 등 다양한 논리 언어로 표현된 온톨로지를 통합된 의미론 기반 프레임워크를 통해 지원하기 위해.
• Git 기반 분산 버전 관리를 통해 온톨로지에 대한 협업을 가능하게 하면서도 연결 데이터 준수 및 웹 접근성을 유지하기 위해.
• DOL 언어를 통한 형식적 추론, 모듈화된 온톨로지 설계 및 이론 매핑을 통합하여 OOR 비전을 확장하기 위해.

제안 방법

• Ontohub는 온톨로지를 Git 기반 저장소로 구성하여 분산 버전 관리와 협업을 가능하게 한다.
• 다양한 논리 체계를 아우르는 이질적 온톨로지를 통합하기 위해 분산 온톨로지 언어(DOL)를 의미론적 기반으로 사용한다.
• 지속 가능한 URL을 할당하여 연결 데이터 준수를 지원하며, MIME 유형에 따라 다른 표현 방식(원시, HTML, JSON)을 제공한다.
• 자동 정리 증명기와의 통합을 통해 논리적 추론을 지원하며, 타임아웃 및 축약 선택 메커니즘을 구성 가능하게 한다.
• 수동 또는 증명기 의존성 없는 히우리스틱(SInE 알고리즘)을 통한 축약 선택을 수행하여 증명 시간을 단축하고 대규모 온톨로지에 대한 실행 가능성을 향상시킨다.
• 증명 상태는 확장된 SZS 온톨로지를 사용하여 표준화되며, 'CSAS'(부분 축약에 대한 반만족 가능성)와 같은 새로운 상태를 포함한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다양한 논리 체계를 아우르는 이질적 온톨로지를 다룰 수 있는 확장 가능하고 분산된 저장소 엔진은 어떻게 설계할 수 있는가?
• RQ2 Git 기반 버전 관리는 의미론적 저장소와 효과적으로 통합되어 온톨로지 개발 협업을 지원할 수 있는가?
• RQ3 DOL과 같은 통합 프레임워크는 서로 다른 온톨로지 언어로 작성된 온톨로지 간의 상호운용성, 모듈성 및 형식적 매핑을 가능하게 할 수 있는가?
• RQ4 웹 기반의 다중 온톨로지 저장소에서 자동 정리 증명 및 축약 선택을 효과적으로 지원할 수 있는가?
• RQ5 생산 수준의 온톨로지 저장소에서 추론 서비스, 버전 관리 및 연합을 통합하기 위한 아키텍처 패턴은 무엇인가?

주요 결과

• Ontohub는 OOR 이니셔티브에서 정의한 요구사항 중 상당 부분을 충족시키는 최초의 구현체로, 연합, 추론 및 축약 선택을 포함한다.
• DOL 언어의 의미론 기반 추상화를 통해 OWL, Common Logic, TPTP, 고차 논리 등 다양한 체계의 온톨로지를 성공적으로 지원한다.
• Git을 기반 버전 관리 시스템으로 사용함으로써 보안성 있고 분산된 협업이 가능하며, 병합 충돌 해결 및 세밀한 접근 제어를 제공한다.
• 구성 가능한 축약 선택 메커니즘과 자동 정리 증명의 통합은 대규모 온톨로지에 대한 성능과 실행 가능성을 크게 향상시킨다.
• 확장된 SZS 온톨로지는 'CSAS'(부분 축약에 대한 반만족 가능성)와 같은 새로운 증명 상태를 지원하여 최소 축약 집합에 대한 보다 정교한 추론이 가능해졌다.
• Ontohub는 실제 응용 분야에서 채택되었으며, FOIS 2014 온톨로지 경쟁 및 기본 온톨로지에 대한 FOUST 이니셔티브에 참여하여 생산 수준의 준비성을 입증했다.