[논문 리뷰] Reasoning about multiple aspects in DLs: Semantics and Closure Construction

Laura Giordano, Valentina Gliozzi|arXiv (Cornell University)|2018. 01. 18.

Logic, Reasoning, and Knowledge참고 문헌 22인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 서술 논리학(DLs)에 대한 다중선호도 의미론을 제안하며, 이는 합리적 폐쇄(rational closure)를 확장하여 온톨로지 내에서 다수의 취약한 성질에 대해 독립적으로 추론할 수 있도록 한다. 이는 한 성질(예: 비행 능력)에서의 예외가 다른 성질(예: 깃털 품질)의 유전성 전파를 차단하지 않도록 하여, 합리적 폐쇄의 '전부 또는 없음(all or nothing)' 한계를 극복한다.

ABSTRACT

Starting from the observation that rational closure has the undesirable property of being an "all or nothing" mechanism, we here propose a multipreferential semantics, which enriches the preferential semantics underlying rational closure in order to separately deal with the inheritance of different properties in an ontology with exceptions. We provide a multipreference closure mechanism which is sound with respect to the multipreference semantics.

연구 동기 및 목표

• 합리적 폐쇄의 한계를 해결하기 위해, 한 하위클래스가 한 성질에 대해 예외적인 경우 모든 일반적 성질의 유전성이 차단되는 문제를 해결한다.
• 다른 측면(예: 새의 비행 능력 대 깃털 품질)에 대해 유전성에 대해 별개로 추론할 수 있는 의미론을 개발한다.
• 제안된 다중선호도 의미론과 일관된 문법적 폐쇄 기법인 다중선호도 폐쇄를 정의한다.
• 제안된 접근법을 사전순 폐쇄와 ${\cal DL}^{N}$과 비교하여, 갈등 처리 및 일관성 측면에서의 차이점을 강조한다.
• 향후 연구를 위해 더 표현력이 풍부한 DLs로의 프레임워크 확장을 위한 기반을 마련한다.

제안 방법

• 표준 모델에 개별 성질에 대한 유형성을 반영하는 다수의 측면 인덱스가 부여된 선호 관계를 추가하여 다중선호도 의미론을 도입한다.
• 의미론을 형식화하기 위해 확장된 모델과 강력히 확장된 모델을 정의하여, 각 측면에 대해 유형성이 독립적으로 평가될 수 있도록 보장한다.
• 다양한 측면에 걸친 취약한 포함관계에 대한 특수성 순서를 사용하여, 합리적 폐쇄의 문법적 확장으로서 다중선호도 폐쇄를 구성한다.
• 다중선호도 폐쇄가 제안된 다중선호도 의미론과 일관되다는 것을 증명하여, 모든 유추된 결론이 의미론에 의해 함의됨을 보장한다.
• 다중선호도 폐쇄를 사전순 폐쇄와 ${\cal DL}^{N}$과 비교하여, 최대 일관된 부분집합에 대한 경계적 추론을 사용함으로써 일관성 문제를 피한다는 점을 보여준다.
• 이전 연구에서 유도된 경계적 구성 방식을 참고하여, 추론 검사 횟수를 지수적에서 다항식으로 줄일 수 있는 잠재적 최적화를 제안한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 합리적 폐쇄를 DLs에서 확장하여, 여러 측면에 걸친 취약한 성질에 대해 독립적인 유전성을 허용할 수 있는가?
• RQ2 어떤 의미론이 한 성질이 예외적인 경우에도 다른 성질에 대한 유형성 추론이 붕괴되지 않도록 지원하는가?
• RQ3 다중선호도 의미론과 일관된 문법적 폐쇄 기법을 어떻게 설계할 수 있는가?
• RQ4 다중선호도 폐쇄는 사전순 폐쇄와 ${\cal DL}^{N}$과 비교하여 일관성과 표현력 측면에서 어떻게 다른가?
• RQ5 다중선호도 폐쇄는 실질적으로 다항식 시간 내의 추론 검사만을 요구하도록 최적화될 수 있는가?

주요 결과

• 다중선호도 의미론은 한 성질에 대해 더 선호되는 개체가 다른 성질에 대해 덜 선호될 수 있음을 허용하여, 각 성질에 대해 독립적인 추론이 가능하다.
• 다중선호도 폐쇄 구성이 제안된 의미론과 일관되다는 것이 증명되었으며, 이는 모든 도출된 결론이 의미론에 의해 함의됨을 보장한다.
• 이 접근법은 합리적 폐쇄의 '전부 또는 없음' 행동 방식을 극복하여, 펠리카가 일반적인 비행 능력을 갖지 않더라도 '좋은 깃털' 성질을 상속할 수 있도록 한다.
• 다중선호도 폐쇄는 합리적 폐쇄의 강화이자 사전순 폐쇄의 보완이며, 다른 특수성 순서를 사용한다.
• ${\cal DL}^{N}$이 단일 기반에 의존하는 대신 최대 일관된 부분집합에 대한 경계적 추론을 사용함으로써, 일관성 문제를 피하는 바람직한 특성을 지닌다.
• 이전 연구에서 유도된 경계적 구성 방식을 참고하여, 추론 검사 횟수를 지수적에서 다항식으로 줄일 수 있는 잠재적 최적화를 제안한다.