2- ONTOLOGÍAS
2.1 DEFINICIONES DE ONTOLOGIAS
La palabra ontología, a lo largo de la historia ha sido empleada por diferentes ramas del conocimiento, como por ejemplo la Filosofía, el campo de la lingüística, y la Religión.
En el entorno de la Inteligencia Artificial, la noción de ontología se ha extendido desde principios de los años noventa en campos como la representación del conocimiento, el procesamiento del lenguaje natural, localización inteligente de información en Internet y gestión del conocimiento. El principal objetivo de esta sistema es el de facilitar la construcción de un modelo del dominio a partir de la reutilización de toda o parte de la ontología para un problema en particular.
Una primera definición considera las ontologías como el resultado de seleccionar un dominio (fragmento del mundo acerca del que deseamos expresar un determinado conocimiento), y aplicar sobre el mismo un método para obtener una representación formal de los conceptos que contiene y las relaciones que existen entre los mismos. La ontología se construye en función del contexto de utilización.
Para Mahesh y Nirenburg (1995), las ontologías constituyen bases de datos con información sobre:
- las categorías o conceptos que existen en el mundo o en un dominio reducido
- las propiedades que estas categorías poseen
- las relaciones que pueden existir entre ellas.
Aunque estos dos autores comparan las ontologías con las bases de datos, es necesario aclarar que existen bastantes diferencias entre ambos. Algunas de las principales diferencias son estas:
- las características del lenguaje usado para codificar el conocimiento: las ontologías deben ser escritas en un lenguaje expresivo, declarativo, portable, independiente del dominio. En una base de datos no se puede asegurar que se cumplan estas condiciones. El lenguaje más común para la implementación de las ontologías es el Ontolingua.
- El propósito de la codificación de su conocimiento: las ontologías son diseñadas con suficiente abstracción y generalidad como para compartir y reutilizar el conocimiento, pero las bases de datos.
Hay una larga lista de definiciones sobre este término, pero la más aceptada es la de Gruber: “a formal explicit specification of a shared conceptualization”:
- conceptualización: una forma de entender/describir un dominio
- shared: compartida/consensuada por un grupo
- explicitación: descrita en un lenguaje
- formal: comprensible para una máquina
Para este autor, una ontología es una descripción formal de los conceptos y las relaciones entre conceptos. Las ontologías establecen una terminología conjunta entre miembros de una comunidad de interés. Estos miembros pueden ser humanos o agentes automáticos. Una ontología es una especificación de una conceptualización.
Una vez vistas las diferentes definiciones, se puede decir que las ontologías tienen como principales objetivos los siguientes:
• compartir la compresión común de la estructura de información entre personas o agentes de software
• extracción y recuperación de información, en paginas Web, de contenidos conectados temáticamente
• permitir la reutilización del conocimiento perteneciente a un dominio. Por ejemplo, a la hora de elaborar una ontología
• separar el conocimiento de un dominio del conocimiento que se puede denominar operacional.
• hacer posible analizar el conocimiento de un campo.
En definitiva, las ontologías han de potenciar el intercambio de datos en contextos informáticos y digitales gracias a los fundamentos semánticos que se encuentran en ellas.
2.2 CARACTERÍSTICAS.
Una ontología especifica una forma de ver el mundo; por lo cual cada ontología incorpora un punto de vista.
Las características más comunes de las ontologías son las siguientes:
- pueden existir ontologías múltiples: el propósito de unan ontología es hacer explicito algún punto de vista; para ello, a veces, se necesita combinar dos o más ontologías. Cada una de ellas introduce conceptualizaciones especificas
- se pueden identificar niveles de abstracción de las ontologías: estos niveles de generalización proporcionan una topología de ontologías. La idea es caracterizar una red de ontologías usando multiplicidad y abstracción. Como no se puede tener una descripción completa del mundo, se puede pensar en una estrategia de construcción gradual de abajo hacia arriba
- multiplicidad de la representación: un concepto puede ser representado de muchas formas por lo que puede coexistir múltiples representaciones de un mismo concepto
- mapeo de ontologías: permite crear relaciones entre los elementos de una o más ontologías para establecer conexiones, especializaciones, generalizaciones, etc.
Para que todas estas características puedan ser entendidas lo mejor posible, en esta tabla se muestran los conceptos más importantes de las ontologías:
2.2.1- APLICACIONES
Las ontologías poseen numerosas aplicaciones, a continuación se detallan algunas de las más importantes:
• como repositorios para la organización de conocimientos e información, tanto de tipo corporativo como científico
• como herramienta para la adquisición de información
• como referencia en la construcción de SBC
• para permitir la reutilización del conocimiento existente
• como base para la construcción de lenguajes de representación del conocimiento
• recuperación de información, indización y resumen en el campo de la Documentación
• librerías digitales
• comercio electrónico
2.3- CONFECCIÓN DE UNA ONTOLOGÍA
En general, se puede afirmar que la elaboración y construcción de una ontología debe tener en cuenta su relación con la arquitectura del sistema de información en el que está implementada. Son variadas las herramientas relacionadas con las ontologías; desde las primeras Ontolingua Server, Ontosaurus a las más recientes Protégé, WebODE, y Ontoedit.
Gómez- Pérez ofrece la siguiente tipología:
1. Herramientas de desarrollo de ontologías: este grupo incluye las herramientas que sirve para la construcción de nuevas ontologías o para la reutilización de las existentes. Sus principales funciones son la edición y la consulta, así como la exportación e importación de ontologías, la visualización en diversos formatos gráficos, etc.
2. Herramientas de la fusión y de la integración de las ontologías: pretenden solucionar el problema de la combinación y la integración de diversas ontologías del mismo dominio, lo que ocurre cuando se unen dos organizaciones diferenciadas, o cuando se pretende obtener una ontologías de calidad, a partir de las ya existentes.
3. Herramientas de evaluación de ontologías: aparecen como instrumentos de apoyo que deben asegurar que tanto las ontologías como las tecnologías relacionadas tengan un nivel mínimo de calidad.
4. Herramientas basadas de la anotación: estas herramientas se han diseñado para permitir a los usuarios que inserten informaciones y datos. Estas herramientas han aparecido recientemente, junto a la idea de la web semántica.
5. Herramientas de almacenaje de preguntas: son instrumentos que se han creado para permitir usar fácilmente las ontologías. La clave está en el intento de que la web se convierta en una auténtica plataforma para transmitir conocimiento.
6. Herramientas de aprendizaje: se utilizan semi-automáticamente para construir ontologías a partir del lenguaje natural.
2.4- CLASIFICACIÓN.
Según Guarino, las ontologías se clasifican de acuerdo con su dependencia y relación con una tarea específica desde un punto de vista:
• ontologías de alto nivel o genéricas: describen conceptos muy generales. En relación con los Sistemas de Información, este tipo de ontologías describiría conceptos básicos.
• ontologías de dominio: describen un vocabulario relacionado con un dominio genérico.
• ontologías de tareas o de técnicas básicas: describen una tarea, actividad o artefacto.
• ontologías de aplicación: describen conceptos que dependen tanto de un dominio específico como de una tarea específica y, generalmente son una especialización de ambas.
En 1998, Guarino establece otra tipología de ontologías, marcando diferencias entre ontologías refinadas y no refinadas:
• no refinada: tiene un número mínimo de axiomas y su objetivo es ser compartida por usuarios que concurren sobre una determinada visión del mundo. Tienen una mayor capacidad ser compartidas y deberían ser usadas on-line para dar mayor soporte en funcionalidad de sistemas de información.
• refinada: precisa de un lenguaje de alta expresivita y tiene un gran número de axiomas. Deben ser usadas off-line y solamente para referencia. Otro punto de vista a la hora de clasificar las ontologías es la que propone Van Heist, clasificándolas de acuerdo a la cantidad y tipo de estructura de la conceptualización:
• ontologías terminológicas: especifican los términos que son usados para representar el conocimiento en el universo del discurso. Suelen ser usadas para unificar vocabulario en un campo determinado.
• ontologías de información: especifican la estructura de almacenamiento de bases de datos; ofrecen un marco para el almacenamiento estandarizado de información.
• ontologías de modelado de conocimiento: especifican conceptualizaciones del conocimiento; contienen una rice estructura interna y suelen estar ajustadas al uso particular del conocimiento que describen.
2.5 USO DE LAS ONTOLOGÍAS EN LA WEB
La información que aparece en Internet va a poder interpretarse por los ordenadores sin necesidad de intervención humana, es lo que se denomina web semántica. Para que esto ocurra, es necesario que la información de las páginas web se codifique mediante ontologías; las ontologías representarán el conocimiento de Internet.
Lo que se pretende es que los datos puedan ser utilizados y comprendidos por los ordenadores sin necesidad de supervisión humana, de forma que los agentes web puedan ser diseñados para tratar la información situada en las páginas web de manera semiautomática.
Las ontologías como soporte de la web semántica
Para que todo esto pueda llevarse a cabo, se necesita que el conocimiento de la web esté representado de forma que sea legible por los ordenadores, debe estar consensuado y sea reutilizable. Las ontologías proporcionan la herramienta para representar este conocimiento.
Como ya hemos mencionado anteriormente, las ontologías tienen los siguientes componentes que servirán par representar el conocimiento de algún dominio:
• conceptos
• relaciones
• funciones
• instancias
• axiomas
Para poder explotar la web semántica, se necesitan lenguajes de marcado apropiados que representen el conocimiento de las ontologías. Estos lenguajes tienen como característica que están en continua evolución y que pueden estar construidos por ejemplos en sintaxis XML (XOL) o en RDF(S) como OIL (Ontology Inference Layer), DAML (DARPA agente Mark-Up Language) + OIL y OWL (Web Ontology Language).
Es necesario aclarar que los lenguajes de marcado están todavía en fase de desarrollo.
Para potenciar el uso de ontologías en la web, se necesitan aplicaciones especificas de búsqueda de ontologías, como (Onto) Agent, que indiquen a los usuarios las ontologías existentes y sus características para poder utilizarlas en su sistema.
La web semántica proporcionará una alta calidad en el potencial de Internet. Las principales ventajas de este nuevo avance en la red de redes serán el desarrollo de aplicaciones con esquemas de datos comunes, fomento de las transacciones entre empresas por comercio electrónico y búsqueda de información con inferencias.
Para poder lograr estos objetivos se necesita unificar los contenidos semánticos por medio de ontologías que formalicen este conocimiento de forma consensuada y reutilizable. Se necesita un lenguaje común basado en la web, con suficiente capacidad expresiva y de razonamiento para representar la semántica de las ontologías.
