(57)【要約】【課題】ライフサイエンス分野におけるオントロジーの階層関係の整合性を確認する方法を提供する。【解決手段】オントロジーの階層関係の整合性確認方法は、検査対象のオントロジーと参照用のオントロジーを受け付けることと、上記検査対象のオントロジーに含まれる概念のリストXと上記参照用のオントロジーに含まれる概念のリストYを作成することと、上記リストXの概念名の一部に上記リストYの概念名が使用されている概念の対を抜き出し上記リストXの概念名と上記リストYの概念名の対応テーブルZを作成することと、上記対応テーブルZに基づいて、上記検査対象のオントロジーと上記参照用のオントロジーの概念の階層関係を比較することと、上記比較結果を表す階層関係チェックリストを作成することと、を含む。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象のオントロジーと参照用のオントロジーを受け付けることと、上記検査対象のオントロジーに含まれる概念のリストXと上記参照用のオントロジーに含まれる概念のリストYを作成することと、上記リストXの概念名の一部に上記リストYの概念名が使用されている概念の対を抜き出し上記リストXの概念名と上記リストYの概念名の対応テーブルZを作成することと、上記対応テーブルZに基づいて、上記検査対象のオントロジーと上記参照用のオントロジーの概念の階層関係を比較することと、上記比較結果を表す階層関係チェックリストを作成することと、を含むオントロジーの階層関係の整合性確認方法をコンピュータに実行させるためにコンピュータによって読み取り可能なプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライフサイエンス分野を対象として構築されたオントロジーの階層関係の整合性を確認する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ライフサイエンス分野では遺伝子機能やタンパク質の相互作用の解明をはじめ新たな研究成果が日々、世界中で発表されている。それら研究成果の多くは自然言語を用いて文献データベースに保存されている。これまで生物学においては、生物種や研究対象によって言葉遣いが異なっており、したがって同じ現象が異なる用語で呼ばれることがしばしば起きている。この自然言語に由来する曖昧性は例えば、データベース統合化の障害になるという問題を引き起こす。
【０００３】
ゲノム研究の中心が「個々の遺伝子及びタンパク質の機能解明」から「生命現象の統合的な理解」という方向へ移りつつあり、研究者が理解しておくべき概念や概念間の関係は爆発的に増え、研究者の処理能力を大きく超えている。これらのことから共通の言葉遣いを提唱し、既存のさまざまな言葉遣い及び概念の対応関係を記載した統制された知識体系の構築が望まれている。この統制された知識体系はオントロジーと呼ばれ、現在ライフサイエンス分野で非常に活発に構築されている。
【０００４】
一般的には、オントロジーは「biosynthesis is a metabolism」、「heparin biosynthesis is a biosynthesis」などのように、概念（この例では”biosynthesis”, “metabolism”や”heparin biosynthesis”）を”is_a関係”によって分類し、階層構造を用いて表現する。なお、オントロジーに関連する文献としては特許文献１がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１３５１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ライフサイエンス分野で用いられるオントロジーは、階層関係の不備が発生し得るという問題がある。例えばある人が「B is a Ａ」、「C is a B」という階層を作成したとする。しかし、実際にはよく調べた結果、「D is a B」、「C is a D」のように、概念Dが途中に入るべきであったということがある。この問題は、階層関係の整合性を検証する方法が確立されていないことに原因がある。
【０００７】
本発明の目的は、ライフサイエンス分野で用いられるオントロジーの階層関係の整合性を確認する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によると、オントロジーの階層関係の整合性確認方法は、検査対象のオントロジーと参照用のオントロジーを受け付けることと、上記検査対象のオントロジーに含まれる概念のリストXと上記参照用のオントロジーに含まれる概念のリストYを作成することと、上記リストXの概念名の一部に上記リストYの概念名が使用されている概念の対を抜き出し上記リストXの概念名と上記リストYの概念名の対応テーブルZを作成することと、上記対応テーブルZに基づいて、上記検査対象のオントロジーと上記参照用のオントロジーの概念の階層関係を比較することと、上記比較結果を表す階層関係チェックリストを作成することと、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、オントロジーの階層関係の整合性の確認を行うことができ、階層関係の不備の少ないオントロジーを構築することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１Ａは、本発明によるオントロジーの階層関係の整合性確認プログラムを実行するための装置の例を示す。本例の装置は、入力装置１、表示装置２、データ処理装置３、プログラム記憶装置４、及び、データベース５を有する。プログラム記憶装置４には本発明によるオントロジーの階層関係の整合性確認プログラム１１が格納されている。データベース５には、検査対象オントロジーの概念一覧表を示すリストX、参照用オントロジーの概念一覧表を示すリストY、及び、概念間の対応テーブルZが格納されている。
【００１１】
図１Ｂは、本発明によるオントロジーの階層関係の整合性確認プログラム１１の構成を示す。本例のオントロジーの階層関係の整合性確認プログラム１１は、検査対象オントロジー受付プログラム１１A、参照用オントロジー受付プログラム１１B、検査対象オントロジーチェックプログラム１１C、及び、チェックリスト出力プログラム１１Dの４つのプログラムから構成されている。本発明によるオントロジーの階層関係の整合性確認方法を具体的に実現しているのは検査対象オントロジーチェックプログラム１１Cであり、その他のプログラムは検査対象オントロジーチェックプログラム１１Cを実行するためのインターフェースの役割を果たす。
【００１２】
図２は、オントロジーの階層関係の整合性確認プログラム１１の処理を示す。オントロジーの階層関係の整合性確認プログラム１１が起動されるとまず、ステップ２１Aにて、検査対象オントロジー受付プログラム１１Aは、検査対象オントロジーを受け付ける。ここで検査対象オントロジーとは、ユーザが階層関係の整合性を確認したいオントロジーのことを指す。検査対象オントロジーはユーザが入力装置１を介して指定又は入力する。ユーザは、階層関係の整合性を確認したいと考える者であればどのような者であってもよいが、典型的には、検査対象オントロジーの作成者である。次に、ステップ２１Bにて、参照用オントロジー受付プログラム１１Bは、参照用オントロジーを受け付ける。ここで参照用オントロジーとは、ユーザが検査対象オントロジーの階層関係の整合性を確認するために使用するオントロジーのことを指す。参照用オントロジーはユーザが入力装置１を介して指定又は入力する。次に、ステップ２１Cにて、検査対象オントロジーチェックプログラム１１Cは、ステップ２１Aで指定又は入力した検査対象オントロジー、及び、ステップ２１Bで指定又は入力した参照用オントロジーを用いて階層関係チェックリストを作成する。最後にステップ２１Dにて、チェックリスト出力プログラム１１Dは、ステップ２１Cで作成された階層関係チェックリストを出力する。こうしてオントロジーの階層関係の整合性確認プログラム１１を終了する。
【００１３】
図３は、検査対象オントロジー受付プログラム１１Aを起動したときに表示装置２に表示される画面の例である。画面上にはメニュー３１、検査対象オントロジーURL入力フィールド３２、検査対象オントロジーText入力フィールド３３、「次へ」ボタン３４がある。ユーザは、検査対象オントロジーを指定するために、検査対象オントロジーURL入力フィールド３２にオントロジーのURLを指定するか、検査対象オントロジーText入力フィールド３３に直接オントロジーを記述する。尚、オントロジーを記述するにはW3C(World Wide Web Consortium)が策定したOWL(Web Ontology Language)フォーマットなどが使用できる。「次へ」ボタン３４を押下することにより、参照用オントロジー受付プログラム１１Bが起動する。
【００１４】
図４は、参照用オントロジー受付プログラム１１Bを起動したときに表示装置２に表示される画面の例である。画面上にはメニュー４１、参照用オントロジーURL入力フィールド４２、参照用オントロジーText入力フィールド４３、「チェック」ボタン４４がある。ユーザは、参照用オントロジーを指定又は入力するためには、参照用オントロジーURL入力フィールド４２にオントロジーのURLを指定するか、参照用オントロジーText入力フィールド４３に直接オントロジーを記述する。「チェック」ボタン４４を押下することにより、検査対象オントロジーチェックプログラム１１Cが起動し、図３で指定された検査対象オントロジーおよび図４で指定された参照用オントロジーが引数として渡される。
【００１５】
図５は、検査対象オントロジーと参照用オントロジーの一例を示す。本例の検査対象オントロジー５１はmetabolismに関する概念を分類したオントロジーであり、本例の参照用オントロジー５２はchemicalに関する概念を分類したオントロジーである。オントロジーは”is_a関係”と呼ばれる関係で概念階層を表現する。例えば、検査対象オントロジー５１では、概念「carbohydrate biosynthesis」５１Ｂが概念「metabolism」５１Ａと”is_a関係”であることを表している。参照用オントロジー５２では、概念「carbohydrate」５２Ｂが概念「chemical」５２Ａと”is_a関係”であることを表している。実際にはこれらを前述のOWLフォーマット等に変換して記述する。
【００１６】
図６は、検査対象オントロジーチェックプログラム１１Cの処理を示す。検査対象オントロジーチェックプログラム１１Cが開始されると、ステップ６１Aにて、検査対象オントロジーおよび参照用オントロジーを引数として受け付ける。更に、ステップ６１Bにて、検査対象オントロジーおよび参照用オントロジーに現れる概念をリストアップする。検査対象オントロジーの概念一覧表をリストX、参照用オントロジーの概念一覧表をリストYとする。図５の例では、リストXには「metabolism」、「carbohydrate biosynthesis」、「aminoglycan biosynthesis」、「heparin biosynthesis」という概念が登録される。リストＹには「chemical」、「carbohydrate」、「aminoglycan」、「heparin」という概念が登録される。次に、ステップ６１Cにて、リストXの各概念名とリストYの各概念名を比較し、概念間の対応テーブルZを作成する。具体的には、リストXの概念名の一部にリストYの概念名が含まれていないかどうか走査し、含まれていれば、テーブルZにリストXとリストYの概念を対で登録する。例えば、リストXの「carbohydrate biosynthesis」という概念名はリストYの「carbohydrate」という概念名を含んでいる。したがって、（carbohydrate biosynthesis, carbohydrate）という対をテーブルZに登録する。概念間の対応テーブルZの例は図７に示す。図７に関しては後に説明する。
【００１７】
ステップ６１Dにて、対応テーブルZに基づいて、検査対象オントロジーの概念の階層関係と参照用オントロジーの概念の階層関係を比較する。具体的には、テーブルZを参照し、検査対象オントロジーの２つの概念の階層関係と、その２つの概念に対応付けられた参照用オントロジーの２つの概念の階層関係が同じであるかを調べる。例えば、テーブルZにおいて、検査対象オントロジー５１の２つの概念「carbohydrate biosynthesis」と「aminoglycan biosynthesis」は参照用オントロジー５２の「carbohydrate」と「aminoglycan」に、それぞれ対応付けられている。このとき、検査対象オントロジー５１における「aminoglycan biosynthesis」is a 「carbohydrate biosynthesis」という階層関係は、参照用オントロジー５２における「aminoglycan」is a 「carbohydrate」という階層関係に正しく対応付けられる。また、検査対象オントロジー５１における「heparin biosynthesis」is a 「aminoglycan biosynthesis」という階層関係は、参照用オントロジー５２における「heparin」is a 「aminoglycan」という階層関係に正しく対応付けられる。しかしながら、参照用オントロジー５２において、「heparin」is a 「aminoglycan」という階層関係は、「glycosaminoglycan」is a 「aminoglycan」という階層関係と、「heparin」is a 「glycosaminoglycan」といる階層関係に分解できる。従って、検査対象オントロジー５１においても、「heparin biosynthesis」is a 「aminoglycan biosynthesis」という階層関係は、「glycosaminoglycan biosynthesis」is a 「aminoglycan biosynthesis」という階層関係と、「heparin biosynthesis」is a 「glycosaminoglycan biosynthesis」という階層関係に分解できることが示唆される。このようにして、本発明によると、参照用オントロジーを用いて検査対象オントロジーの階層関係の整合性の確認を行うことができる。
【００１８】
最後に、ステップ６１Eにて、上記の例のように新たな概念が含まれている可能性や、検査対象オントロジーと参照用オントロジー間で階層関係が逆転している概念をチェックリストとして作成する。
【００１９】
図７は、検査対象オントロジーと参照用オントロジーの概念間の対応テーブルＺの一例である。このテーブルＺは、図６のステップ６１Cにて検査対象オントロジーチェックプログラム１１Cにより作成される。検査対象オントロジー７１と参照用オントロジー７２の概念の対が格納されている。各対では、参照用オントロジーの概念名が検査対象オントロジーの概念名の一部として使用されている。対７３の例では、検査対象オントロジーの概念「aminoglycan biosynthesis」の名前の一部に参照用オントロジーの概念「aminoglycan」の名前が使用されている。
【００２０】
図８は、検査対象オントロジーの階層関係の整合性を確認する方法の概念図である。図８は、図６のステップ６１Dにおける検査対象オントロジーチェックプログラム１１Cの処理を図式化したものである。検査対象オントロジー８１の階層関係を参照用オントロジー８２の階層関係と比較することにより検査対象オントロジー８１の階層関係の整合性を確認する。即ち、検査対象オントロジーの概念名の一部に参照用オントロジーの概念が使用されているか否かを検索する。本例では、検査対象オントロジー８１の概念「carbohydrate biosynthesis」の一部は参照用オントロジー８２の概念「carbohydrate」に使用されている。検査対象オントロジー８１の概念「aminoglycan biosynthesis」の一部は参照用オントロジー８２の概念「aminoglycan」に使用されている。検査対象オントロジー８１の概念「heparin biosynthesis」の一部は、参照用オントロジー８２における概念「heparin」に使用されている。しかしながら、参照用オントロジー８２の概念「glycosaminoglycan」８４に対応する概念が検査対象オントロジー８１に存在しない。従って、検査対象オントロジー８１に概念「glycosaminoglycan biosynthesis」が含まれていることが示唆される。
【００２１】
図９は、階層関係チェックリストの一例である。階層関係チェックリストは、図６のステップ６１Eにて、検査対象オントロジーチェックプログラム１１Cにより作成され、チェックリスト出力プログラム１１Dによって出力される。階層関係チェックリストは、検査対象オントロジーチェックプログラム１１Cによって発見された階層関係９１、矛盾している可能性がある階層関係９２を報告する。発見された階層関係９１には、検査対象オントロジー８１において発見された階層関係「glycosaminoglycan biosynthesis is_a aminoglycan biosynthesis」９１A及び「heparin biosynthesis is_a glycosaminoglycan biosynthesis」９１Bが含まれる。
【００２２】
図１０は、チェックリスト出力プログラム１１Dを起動することによって表示装置２に表示される画面の例である。画面上にはメニュー１０１、チェックリスト表示フィールド１０２、チェックボックス１０３、「commit」ボタン１０４がある。チェックリスト表示フィールド１０２には検査対象オントロジーチェックプログラム１１Cにより作成された階層関係チェックリスト（図９参照）が表示される。各項目にはチェックボックス１０３が付属しており、ユーザが合意できる項目にチェックを入れることができる。「commit」ボタン１０４を押下することにより、ユーザがチェックを入れた項目が検査対象オントロジーに反映され、階層関係の不整合が改善される。
【００２３】
以上、本発明の例を説明したが本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者に容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明によるオントロジーの階層関係の整合性確認を行う装置及びプログラムの構成を示す図である。
【図２】本発明によるオントロジーの階層関係の整合性確認プログラムの処理を示す図である。
【図３】本発明による検査対象オントロジー受付プログラムを起動したときに表示装置に表示される画面の例を示す図である。
【図４】本発明による参照用オントロジー受付プログラムを起動したときに表示装置に表示される画面の例を示す図である。
【図５】本発明によるオントロジーの階層関係の整合性確認プログラムにて使用する検査対象オントロジーと参照用オントロジーの一例を示す図である。
【図６】本発明による検査対象オントロジーチェックプログラムの処理を示す図である。
【図７】本発明による検査対象オントロジーと参照用オントロジーの概念間の対応テーブルの一例を示す図である。
【図８】本発明によるオントロジーの階層関係の整合性確認プログラムにて、検査対象オントロジーの階層関係の整合性を確認する方法を示す概念図である。
【図９】本発明による検査対象オントロジーチェックプログラムにより作成される階層関係チェックリストの例を示す図である。
【図１０】本発明によるチェックリスト出力プログラムを起動したときに表示装置に表示される画面の例を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…入力装置１、２…表示装置、３…データ処理装置、４…プログラム記憶装置、５…データベース、１１A…検査対象オントロジー受付プログラム、１１B…参照用オントロジー受付プログラム、１１C…検査対象オントロジーチェックプログラム、１１D…チェックリスト出力プログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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