[論文レビュー] OWLAx: A Protege Plugin to Support Ontology Axiomatization through Diagramming

Md Kamruzzaman Sarker, Adila Alfa Krisnadhi+1 more|arXiv (Cornell University)|Aug 29, 2018

Semantic Web and Ontologies参考文献 1被引用数 16

ひとこと要約

OWLAx は、概念図を視覚的に設計し、それらから自動的に候補となる OWL 軸を生成することで、軸の定式化における手作業の負担と誤りを軽減する Protégé プラグインです。ドメイン制限・範囲制限、存在制約および関数的制約、排他性軸の体系的導出を視覚的インターフェースでサポートし、生成された軸は既存のオントロジーに統合可能な Manchaster 語法で出力されます。

ABSTRACT

Once the conceptual overview, in terms of a somewhat informal class diagram, has been designed in the course of engineering an ontology, the process of adding many of the appropriate logical axioms is mostly a routine task. We provide a Protege plugin which supports this task, together with a visual user interface, based on established methods for ontology design pattern modeling.

研究の動機と目的

• オントロジー開発中に繰り返し発生する OWL 軸を手作業で記述する作業の煩わしさと誤り率を低減すること。
• ドメインスペシャリストとの議論で作成された非形式的な概念図から、論理的軸を体系的に導出するのをオントロジー工学者が支援すること。
• Protégé 内で概念的クラス図を生成・精練するための視覚的でインタラクティブなインターフェースを提供すること。
• 生成された候補軸を既存のオントロジーに最小限の手作業で統合できるようにすること。
• 図式化と自動軸生成を通じて、オントロジー設計パターンのモデリングを支援すること。

提案手法

• ノード（クラス、データ型、個体、リテラル）とエッジ（オブジェクトプロパティ、データプロパティ、rdf:type、rdfs:subClassOf）を用いて、図面のキャンバス上で概念図を描画するためのインターフェースを提供する。
• 非形式的なオントロジー設計における一般的なモデリングパターンを反映する、有効なノード-エッジ-ノード構成の制限されたセットを強制する。
• 図の各関係に対して、ドメインおよび範囲制限、存在制約および関数的制約、クラスの排他性を含む、Manchester 語法での候補軸を生成する。
• 生成された軸はダイアログボックスに表示され、ユーザーが選択し、「統合」コマンドによりアクティブなオントロジーに統合できる。
• 実装には OWL API と mxGraph を使用しており、XML アノテーション付き PNG として図の保存・再読み込みをサポートする。
• コンテキストメニューまたは設定を通じて、図の要素の視覚的属性（色、サイズ、フォント）をカスタマイズ可能である。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 視覚的モデリング手法を用いることで、オントロジーモジュールの軸定式化プロセスはどのように簡素化できるか？
• RQ2 OWL 専門知識がなくても、視覚的クラス図から体系的に導出可能な候補軸の種類は何か？
• RQ3 視覚的プラグインは、オントロジー開発中の日常的 OWL 軸の生成において、誤りと作業負荷をどの程度低減できるか？
• RQ4 図式表現を通じて、オントロジー設計パターンのモデリングを支援する上で、このプラグインの有効性はいかほどか？
• RQ5 図に基づく軸生成を Protégé 環境に統合した際の使いやすさと実用的影響は何か？

主な発見

• プラグインは、ドメインおよび範囲制限、存在制約および関数的制約、クラスの排他性といった一般的な OWL 構文に対して、視覚的クラス図から候補軸を正常に生成できる。
• ドメインおよび範囲制限のスコープなし・スコープありの両方のバージョンをサポートしており、ユーザーが意図する意味論の専門家による検証に基づいて選択可能である。
• プラグインは、既存のオントロジーから軸を取得し、図に基づく軸生成中に過去の作業を保持するための機能を備えている。
• 視覚的インターフェースにより、ノードおよびエッジの外観をカスタマイズ可能であり、モデリング作業中の明瞭性と使いやすさが向上する。
• クラス図の作成と軸の記述に別々のツールを必要とせず、オントロジー開発ワークフローを統合的に簡素化する。
• 拡張性があり、今後の拡張が想定されており、モジュラーなオントロジーおよびオントロジー設計パターンのサポートが計画されている。