Método para la Construcción Automática de Ontologías Basado en Patrones Lingüísticos

La tesis que se presenta tiene como proposito la construccion automatica de ontologias a partir de textos, enmarcandose en el area denominada Ontology Learning. Esta disciplina tiene como objetivo automatizar la elaboracion de modelos de dominio a partir de fuentes informacion estructurada o no estructurada, y tuvo su origen con el comienzo del milenio, a raiz del crecimiento exponencial del volumen de informacion accesible en Internet. Debido a que la mayoria de informacion se presenta en la web en forma de texto, el aprendizaje automatico de ontologias se ha centrado en el analisis de este tipo de fuente, nutriendose a lo largo de los anos de tecnicas muy diversas provenientes de areas como la Recuperacion de Informacion, Extraccion de Informacion, Sumarizacion y, en general, de areas relacionadas con el procesamiento del lenguaje natural. La principal contribucion de esta tesis consiste en que, a diferencia de la mayoria de las tecnicas actuales, el metodo que se propone no analiza la estructura sintactica superficial del lenguaje, sino que estudia su nivel semantico profundo. Su objetivo, por tanto, es tratar de deducir el modelo del dominio a partir de la forma con la que se articulan los significados de las oraciones en lenguaje natural. Debido a que el nivel semantico profundo es independiente de la lengua, el metodo permitira operar en escenarios multilingues, en los que es necesario combinar informacion proveniente de textos en diferentes idiomas. Para acceder a este nivel del lenguaje, el metodo utiliza el modelo de las interlinguas. Estos formalismos, provenientes del area de la traduccion automatica, permiten representar el significado de las oraciones de forma independiente de la lengua. Se utilizara en concreto UNL (Universal Networking Language), considerado como la unica interlingua de proposito general que esta normalizada. La aproximacion utilizada en esta tesis supone la continuacion de trabajos previos realizados tanto por su autor como por el equipo de investigacion del que forma parte, en los que se estudio como utilizar el modelo de las interlinguas en las areas de extraccion y recuperacion de informacion multilingue. Basicamente, el procedimiento definido en el metodo trata de identificar, en la representacion UNL de los textos, ciertas regularidades que permiten deducir las piezas de la ontologia del dominio. Debido a que UNL es un formalismo basado en redes semanticas, estas regularidades se presentan en forma de grafos, generalizandose en estructuras denominadas patrones linguisticos. Por otra parte, UNL aun conserva ciertos mecanismos de cohesion del discurso procedentes de los lenguajes naturales, como el fenomeno de la anafora. Con el fin de aumentar la efectividad en la comprension de las expresiones, el metodo provee, como otra contribucion relevante, la definicion de un algoritmo para la resolucion de la anafora pronominal circunscrita al modelo de la interlingua, limitada al caso de pronombres personales de tercera persona cuando su antecedente es un nombre propio. El metodo propuesto se sustenta en la definicion de un marco formal, que ha debido elaborarse adaptando ciertas definiciones provenientes de la teoria de grafos e incorporando otras nuevas, con el objetivo de ubicar las nociones de expresion UNL, patron linguistico y las operaciones de encaje de patrones, que son la base de los procesos del metodo. Tanto el marco formal como todos los procesos que define el metodo se han implementado con el fin de realizar la experimentacion, aplicandose sobre un articulo de la coleccion EOLSS “Encyclopedia of Life Support Systems” de la UNESCO. ABSTRACT The purpose of this thesis is the automatic construction of ontologies from texts. This thesis is set within the area of Ontology Learning. This discipline aims to automatize domain models from structured or unstructured information sources, and had its origin with the beginning of the millennium, as a result of the exponential growth in the volume of information accessible on the Internet. Since most information is presented on the web in the form of text, the automatic ontology learning is focused on the analysis of this type of source, nourished over the years by very different techniques from areas such as Information Retrieval, Information Extraction, Summarization and, in general, by areas related to natural language processing. The main contribution of this thesis consists of, in contrast with the majority of current techniques, the fact that the method proposed does not analyze the syntactic surface structure of the language, but explores his deep semantic level. Its objective, therefore, is trying to infer the domain model from the way the meanings of the sentences are articulated in natural language. Since the deep semantic level does not depend on the language, the method will allow to operate in multilingual scenarios, where it is necessary to combine information from texts in different languages. To access to this level of the language, the method uses the interlingua model. These formalisms, coming from the area of machine translation, allow to represent the meaning of the sentences independently of the language. In this particular case, UNL (Universal Networking Language) will be used, which considered to be the only interlingua of general purpose that is standardized. The approach used in this thesis corresponds to the continuation of previous works carried out both by the author of this thesis and by the research group of which he is part, in which it is studied how to use the interlingua model in the areas of multilingual information extraction and retrieval. Basically, the procedure defined in the method tries to identify certain regularities at the UNL representation of texts that allow the deduction of the parts of the ontology of the domain. Since UNL is a formalism based on semantic networks, these regularities are presented in the form of graphs, generalizing in structures called linguistic patterns. On the other hand, UNL still preserves certain mechanisms of discourse cohesion from natural languages, such as the phenomenon of the anaphora. In order to increase the effectiveness in the understanding of expressions, the method provides, as another significant contribution, the definition of an algorithm for the resolution of pronominal anaphora limited to the model of the interlingua, in the case of third person personal pronouns when its antecedent is a proper noun. The proposed method is based on the definition of a formal framework, adapting some definitions from Graph Theory and incorporating new ones, in order to locate the notions of UNL expression and linguistic pattern, as well as the operations of pattern matching, which are the basis of the method processes. Both the formal framework and all the processes that define the method have been implemented in order to carry out the experimentation, applying on an article of the "Encyclopedia of Life Support Systems" of the UNESCO-EOLSS collection.