[논문 리뷰] SemTK: An Ontology-first, Open Source Semantic Toolkit for Managing and Querying Knowledge Graphs

Paul Cuddihy, Justin McHugh외 3명|arXiv (Cornell University)|2017. 10. 31.

Semantic Web and Ontologies인용 수 6

한 줄 요약

SemTK는 오픈소스이자 온톨로지 중심의 툴킷으로, 초보자와 전문가 모두가 관계형 데이터를 지식 그래프에 쉽게 임포트하고, 웹 기반 인터페이스(SPARQLgraph)를 통해 SPARQL 쿼리를 생성하며, 의미론적 데이터를 직관적으로 탐색할 수 있도록 지원한다. 이는 OWL 및 SPARQL와 같은 복잡한 의미론 기술을 사용자 友好的한 도구로 추상화함으로써 지식 그래프 사용의 진입 장벽을 낮춘다.

ABSTRACT

The relatively recent adoption of Knowledge Graphs as an enabling technology in multiple high-profile artificial intelligence and cognitive applications has led to growing interest in the Semantic Web technology stack. Many semantics-related tools, however, are focused on serving experts with a deep understanding of semantic technologies. For example, triplification of relational data is available but there is no open source tool that allows a user unfamiliar with OWL/RDF to import data into a semantic triple store in an intuitive manner. Further, many tools require users to have a working understanding of SPARQL to query data. Casual users interested in benefiting from the power of Knowledge Graphs have few tools available for exploring, querying, and managing semantic data. We present SemTK, the Semantics Toolkit, a user-friendly suite of tools that allow both expert and non-expert semantics users convenient ingestion of relational data, simplified query generation, and more. The exploration of ontologies and instance data is performed through SPARQLgraph, an intuitive web-based user interface in SemTK understandable and navigable by a lay user. The open source version of SemTK is available at http://semtk.research.ge.com

연구 동기 및 목표

• 지식 그래프를 관리하고 쿼리하는 데 있어 비전문가를 위한 사용자 友好的한 도구가 부족한 문제를 해결하기 위해.
• OWL 또는 RDF에 대한 지식이 없이도 관계형 데이터를 의미론적 트리플 스토어에 임포트하는 과정을 단순화하기 위해.
• 비전문가 사용자가 SPARQL를 직접 작성하지 않고도 온톨로지와 인스턴스 데이터를 탐색할 수 있도록 직관적인 웹 기반 인터페이스(SPARQLgraph)를 제공하기 위해.
• 수동적인 쿼리 작성 대신 자연스러운 탐색을 통해 SPARQL 전문 지식에 대한 의존도를 줄이기 위해.
• 사용성에 중점을 두어 완전히 오픈소스 솔루션을 제공함으로써 지식 그래프 기술에 대한 접근성을 확대하기 위해.

제안 방법

• SemTK는 지식 그래프의 구조가 기초 온톨로지에 의해 정의되고 관리되는 온톨로지 중심의 설계를 사용한다.
• 사용자가 코드를 작성하지 않고도 온톨로지와 인스턴스 데이터를 비주얼하게 탐색할 수 있도록 웹 기반 인터페이스인 SPARQLgraph를 제공한다.
• 사용자가 제공한 매핑 기반으로 관계형 스키마를 RDF/OWL 모델로 매핑함으로써 관계형 데이터의 트리플리피케이션을 자동화한다.
• SPARQLgraph 인터페이스에서의 사용자 상호작용을 기반으로 동적으로 SPARQL 쿼리를 생성하여 SPARQL 구문의 복잡성을 추상화한다.
• 모듈러하고 오픈소스인 스택으로 구축되어 있으며, 더 큰 데이터 관리 파이프라인에의 통합을 위해 설계되었다.
• 고급 사용자는 저수준 SPARQL 기능을 노출받고, 일반 사용자는 이를 숨기도록 함으로써 전문가 및 비전문가 워크플로우를 모두 지원한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 RDF 또는 OWL에 대한 전문 지식이 최소한인 상태에서 관계형 데이터를 의미론적 지식 그래프로 자동 변환할 수 있는 방법은 무엇인가?
• RQ2 비기술적 사용자가 SPARQL를 작성하지 않고도 지식 그래프를 탐색하고 쿼리할 수 있도록 하는 인터페이스 디자인 패턴은 무엇인가?
• RQ3 통합된 오픈소스 툴킷이 지식 그래프 관리 및 쿼리에서 초보자와 전문가 양쪽 모두를 효과적으로 지원할 수 있는가?
• RQ4 실제 데이터 통합 작업에 적합한 직관적이고 확장 가능한 온톨로지 기반 데이터 임포트 방법은 무엇인가?
• RQ5 실제 응용 프로그램에서 의미론 기술을 채택하는 데 있어 학습 곡선을 줄이는 데 기여하는 기술적 및 상호작용 패턴은 무엇인가?

주요 결과

• SemTK는 RDF 또는 OWL에 대한 지식이 없는 비전문가 사용자도 온톨로지 기반 매핑을 통해 관계형 데이터를 지식 그래프에 임포트할 수 있도록 성공적으로 지원한다.
• SPARQLgraph 인터페이스를 통해 사용자는 비주얼 탐색을 통해 온톨로지와 인스턴스 데이터를 탐색할 수 있어 SPARQL 쿼리 작성의 필요성을 크게 감소시킨다.
• 툴킷은 복잡한 의미론적 작업을 사용자 友好的한 워크플로우로 추상화하여 지식 그래프 기술을 더 넓은 대상에게 접근 가능하게 한다.
• SemTK의 오픈소스 성격은 커뮤니티 기여와 다양한 데이터 관리 파이프라인에의 통합을 촉진한다.
• 시스템은 온톨로지 중심 설계가 지식 그래프 응용 프로그램에서 데이터 일관성과 사용성 향상에 기여함을 보여준다.
• 평가 결과, 의미 웹 경험 없이도 SemTK의 인터페이스를 통해 사용자들이 효과적으로 지식 그래프를 쿼리하고 탐색할 수 있음을 확인했다.