[論文レビュー] Software Toolkit for Building Embedded and Distributed Knowledge-based Systems

Dmitri Soshnikov|ArXiv.org|Jun 26, 2001

Robotics and Automated Systems参考文献 4被引用数 6

ひとこと要約

本論文では、フレームベースの知識表現と生産規則を用いた、埋め込み型および分散型の知識ベースシステムを構築するためのJavaベースのソフトウェアツールキットを提示する。このツールキットは、リレーショナルデータベースおよびハイレベルプログラミング言語とのシームレスな統合を可能とし、分散フレームへの透過的なリモートアクセスをサポートし、異種でネットワーク接続された環境における相互運用性を実現するためCORBAおよびXMLを活用する。これにより、スケーラブルなeビジネスおよびインテリジェントなウェブアプリケーションの実現が可能となる。

ABSTRACT

The paper discusses the basic principles and the architecture of the software toolkit for constructing knowledge-based systems which can be used cooperatively over computer networks and also embedded into larger software systems in different ways. Presented architecture is based on frame knowledge representation and production rules, which also allows to interface high-level programming languages and relational databases by exposing corresponding classes or database tables as frames. Frames located on the remote computers can also be transparently accessed and used in inference, and the dynamic knowledge for specific frames can also be transferred over the network. The issues of implementation of such a system are addressed, which use Java programming language, CORBA and XML for external knowledge representation. Finally, some applications of the toolkit are considered, including e-business approach to knowledge sharing, intelligent web behaviours, etc.

研究の動機と目的

• 企業環境における伝統的な情報システムと知識ベースシステムの間の有効な統合メカニズムの欠如に応えること。
• 異種ネットワークを横断して動作可能な分散型、オープン型、相互運用性を持つエキスパートシステムの構築を可能にすること。
• 再利用可能でネットワーク対応のコンポーネントを用いて、推論コンポonentsをより大きなソフトウェアシステムに埋め込むこと。
• 標準化されたプロトコルを用いて、ネットワーク接続されたシステム間での知識共有および動的推論を促進すること。
• インターネット上で機械可読の知識を公開および販売するためのeビジネスモデルをサポートすること。

提案手法

• スケーラブルな分散推論を実現するため、フレームベースの知識表現と生産規則に基づくソフトウェアツールキットの設計。
• クロスプラットフォーム互換性および動的拡張性を確保するため、Javaを主な実装言語として採用。
• 分散コンポーネント間通信にCORBAを活用し、ネットワーク上のノード間で知識フレームへの透過的なリモートアクセスを可能に。
• 外部の知識表現およびデータ交換を強化するため、XMLを統合。これにより、他のシステムとの相互運用性が向上。
• リレーショナルデータベースのテーブルおよびハイレベルプログラミング言語のクラスをフレームとして公開し、データと知識への統一的アクセスを実現。
• HTTPリクエスト間でセッション固有の推論状態を保持するため、インテリジェントなコンテンツ生成を実現するサーブレットベースのアーキテクチャを実装。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 知識ベースシステムは、モジュラリティと再利用性を維持したまま、どのようにより大きなソフトウェアシステムに効果的に埋め込むことができるか？
• RQ2 分散フレームおよび推論プロセスにおける動的知識への透過的なリモートアクセスを可能にするアーキテクチャパターンは何か？
• RQ3 CORBAおよびXMLをフレームベース表現と組み合わせることで、異種でネットワーク接続された環境における相互運用性をどのように実現できるか？
• RQ4 リレーショナルデータベースおよびハイレベルプログラミング構文を、統一された知識表現モデルに統合するためのメカニズムは何か？
• RQ5 状態保持型でスケーラブルな方法で、動的コンテンツ生成などのインテリジェントなウェブ行動を、埋め込み型推論エンジンを用いてどのように実装できるか？

主な発見

• ツールキットは、CORBAおよびXMLを活用することで、異種プラットフォーム間で相互運用可能な分散型・埋め込み型知識ベースシステムの構築を成功裏に実現した。
• フレームベースの知識表現により、リレーショナルデータベースとハイレベルプログラミング言語の構文をフレームとして公開することで、データと知識へのシームレスな統合が可能となった。
• 推論中でもリモートフレームへの透過的アクセスが可能であり、ネットワーク上のノード間で動的かつ分散型の推論を実現できた。
• サーブレットベースのモデルにより、セッション固有の推論状態を保持するインテリジェントなコンテンツ生成が実現され、論理的推論に基づく動的ウェブコンテンツの生成が可能となった。
• 実験的プロトタイプが開発され、実際の病院情報システムへの応用が行われ、企業環境への導入における実用的妥当性が実証された。
• 本アプローチは、eビジネスモデルをサポートしており、機械可読の知識をインターネット上で公開・販売可能にし、柔軟な支払いプランを用いた収益化が可能となった。