人工知能におけるオントロジーとその応用

武田英明
国立情報学研究所
takeda@nii.ac.jp
http://www-kasm.nii.ac.jp/~takeda/
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

目次
z

z

z

オントロジーとは
 オントロジーの定義
 知識表現との比較
 オントロジーの形式的定義
オントロジーの実現 オントロジーのレベル オントロジー構築のガイドライン
 オントロジーの種類
 オントロジーの構築例
 オントロジー記述言語
オントロジーの利用例
 エージェント間コミュニケーションのためのオントロジー 人間とシステムの間のコミュニケーションのためのオントロジー 人間と人間の間のコミュニケーションのためのオントロジー
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

1オントロジーとはz

オントロジー
 概念体系の提供
 計算機可読性 人間理解可能性
人間と計算機をつなぐもの

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

オントロジーの定義z

Gruberz

 概念化の明示的な仕様
FIPA98

特定のドメインの項像の明示的な仕様。
対象領域を参照するための語彙（論理定数と述語記号）と領域に存在する制約の表現と語彙の解釈を制限する論理的言明。
 あるトピックに関する知識の表現と通信のための語彙とその語彙で示される実在物(entity)の関係と属性の集合である。
z

もっとわかり易くいえば
 共通の概念の体系（ 語彙 とその定義とそれら間の関係）
 語彙以上OOのオブジェクト未満

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

2

概念化
objecton_desk(A)on(A, B)put(A,B)box

red boxblue box yellow box

objectobjecton_desk(A)on(A, B)put(A,B)

box

on(A/box, B/object)put(A/box,B/object)

desk

box
box
color:{red, blue, yellow}

box
color:{red, blue, yellow}

汎用性と目的依存性のトレードオフ
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

なぜ知識表現ではいけなかったのか
z

z

z

知識表現
 人工知能で人間の知識の表現手段として考案されたもの
 例：フレーム型，ルール型，ネットワーク型，論理型
エキスパートシステム
 上記の方法で専門家の知識を記述して，専門家の行う作業を行うシス
テム
エキスパートシステムの問題点
 システムの拡張性
 新しい機能をつけくわえよう メンテナンス性
 環境が変化したので変更しよう


知識の問題
 知識の共有や再利用が困難
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

3

エキスパートシステムでの知識表現の問題点
普遍性への無配慮
 汎用性と効率性のトレードオフ
 別に普遍的な知識がほしい訳ではない
 しかしそこへの配慮がないのでは困る
z ４つの無配慮
 全体性への無配慮
 網羅性への無配慮
 体系性への無配慮
 変化可能性への無配慮
zHideaki Takeda / National Institute of Informatics

普遍性への無配慮zzz

全体性への無配慮
 目的外の視点は考慮されない
 とある「リンゴ選別機」の知識
z サイズ，色，硬さ，重量は知っている（センサがあるから）z ざらつき，採取者，採取からの日数（センサがなかった）
網羅性への無配慮 対象外の事物は記述されない
 とある「リンゴ選別機」の知識
 国産のりんごの種類は記述している
 外国産は知らない
体系性への無配慮
 背後にある概念との関係に関して無配慮
 とある「リンゴ選別機」の知識
 りんごが果物の一種であることは知らない
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

4オントロジーの役割
z

オントロジー：普遍性のある知識表現 形式性，推論可能性
 知識表現の性質
 全体性（対象の包括的記述）
 網羅性（対象領域のカバー）
 体系性
 合意可能性
 目的の明示化による合意の可能性を示すこと
z まったく目的のない表現はありえないz

オントロジーは表現や記述（だけ）の問題ではなく，その利用の仕方（作り方，使い方）において意味がある
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

オントロジーの形式的考察zz

何をもってオントロジーと呼んでいるのか
1. Ontology as a philosophical discipline
2. Ontology as a an informal conceptual system
3. Ontology as a formal semantic account
4. Ontology as a specification of a conceptualization"
5. Ontology as a representation of a conceptual
system via a logical theory
5.1 characterized by specific formal properties
5.2 characterized only by its specific purposes
6. Ontology as the vocabulary used by a logicaltheory7. Ontology as a (meta-level) specification of a logicaltheoryとくに2-5semantics（非形式的）
semantics（形式的）semanticsとsyntaxの中間
syntaxHideaki Takeda / National Institute of Informatics

5オントロジーの形式的考察
z

オントロジー オントロジー制約 ontological commitment
 オントロジー理論 ontological theory

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

オントロジーの形式的考察
z

オントロジー理論 ontological theory 特定の状況でなく成り立つ理論(theory) Syntax 例
T1:∀x.apple(x) ⊃fruit(x)∀x.pear(x) ⊃fruit(x)T2:∀x.apple(x)⊃fruit(x)∀x.pear(x)⊃fruit(x)apple(a1)red(a1)

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

6オントロジーの形式的考察
z

オントロジー制約 ontological commitment
 その概念がどのような性質（永続的なのかとか）を定める
 一階述語論理からみるとsemantics
T3:

T1:∀x.apple(x) ⊃fruit(x)∀x.pear(x) ⊃fruit(x)□(∀x.apple(x) ⊃fruit(x))□(∀x.pear(x) ⊃fruit(x))

apple(a1)□(∀x.apple(x) ⊃□ apple(x))□(∀x.pear(x) ⊃□ pear(x))

red(a1)□(∀x.fruit(x) ⊃□ fruit(x))¬ □(∀x.red(x) ⊃□ red(x))

Appleというものは存
在すれば存在しつづけるものである

redというものは存在す
れば存在しつづけるものではない

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

Universalsのオントロジーのオントロジーzzz

Sortal/non-sortal: sortalとはその個体を峻別する原理を持つもの
substantial/non-substantial: sortalの区分
generic predicate/characterizing predicate: non-sortalの区分

unarypredicatesortalsubstantial(apple,human-being)

non-sortal

non-substantial(food, student)

generic(thing)characterizing(red)

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

7

のオントロジー
Universalsのオントロジーzzz

自然であるnatural:
 C|=∃x◇Px
オントロジー的に固定されている(ontologically rigid)
 C|=∀x(Px⊃□Px)
分割可能(divisive)


z
z
z

z

unary
predicatesortalsubstantial non-substantial(apple,human-being)(food, student)

non-sortal
generic

characterizing(thing)(red)

C|=∃x◇(Px∧∃y.y<x) ∧∀x□(Px⊃(∃y.(y<x⊃Py)))

一般的述語：rigidかつdivisive
実質的にsortal: rigidかつ非divisive
非実質的にsortal: 非rigidかつnaturalな述語で、ある実質的にsortalに包含される。
 C|=∀x□(Px⊃Sx)
特徴づけ述語：非rigidかつnaturalな述語で、ある実質的にsortalに包含されない
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

オントロジーの実現
オントロジーのレベル
z オントロジー構築のガイドライン
z オントロジーの種類
z オントロジーの構築例
z オントロジー記述言語z

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

8

オントロジーの記述の３つのレベル（溝口）レベル １： 概念の切り出しと階層的記述
 例：Yahooオントロジー，Metadataタグ
z レベル ２： 意味定義の明示化・形式化
 豊富な関係定義 公理の利用
 推論可能性 （自分自身）
 例：多くのオントロジー
z レベル ３： 構築されたモデル実行に関わる計算論
 モデルの推論可能性
 例：タスクオントロジーzHideaki Takeda / National Institute of Informatics

オントロジー開発のガイドラインz

オントロジー開発におけるいくつかの原則
 明瞭性と客観性
 オントロジーは客観的な定義と言語による正確な意味をもった語彙を提供すべき
 完全性：定義はなるべく必要十分条件がよい
 一貫性：定義に無矛盾な推論ができること
 単調的拡張：既定義の用語を変更せずに新たな一般語や特殊語が導入できること
 最小のオントロジー・コミットメント：モデル対象をできるだけ少ない公理で表現すること

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

9オントロジーのcriteria
オントロジーの知識ベースとの比較）by溝口理一郎(知識ベースとの比較）
知識ベースとの比較）
溝口理一郎(a)それはその分野の人々（エージェント）の合意した知識を表現したものか？
(b)人々はそれを正確に定義された用語として参照しているか？
(c)その表現に用いられている言語は人々が言いたいことを表現するのに十分な表現力を持っているか？
(d)それは複数の異なった問題解決に再利用可能か？
(e)それは安定しているか？
(f)それは，新しい知識ベース，データベーススキーマなどの複数のアプリケーションプログラムを開発するための出発点として利用可能か？

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

オントロジーの構成
対象オントロジー
もの、ことを表現するオントロジー
 Top-level オントロジー
 領域オントロジー
 例）機械のオントロジー、旅行のオントロジー
 アプリケーション・オントロジー
z タスク・オントロジー
行為やプロセスを表現するオントロジーzHideaki Takeda / National Institute of Informatics

10オントロジーの構成的定義
概念の切り出しz タキソノミーの構築（階層構造の構築）
z 概念間の関係記述
z 形式化（公理化）zHideaki Takeda / National Institute of Informatics

オントロジーの構築例
Cyc
 Top-level ontologyのみ公開．約3000
z KSL ontology server 誰でもオントロジーを作っておいておける
z SENSUSz ON9z Mikrokosmoszz

WordNetHideaki Takeda / National Institute of Informatics

11

Mikrokosmos

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics
http://crl.nmsu.edu/Research/Projects/mikro/htmls/ontology-htmls/onto.index.html

Mikrokosmos

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics
http://crl.nmsu.edu/Research/Projects/mikro/htmls/ontology-htmls/onto.index.html

12オントロジー記述言語Ontolingua
オントロジー記述言語「（文献の）著者」(define‑class AUTHOR (?author)“An author is a person who writes things.
An author must have created at least one document.
In this ontology, an author is known by his or her real name.”:def (and (person ?author)(= (value‑cardinality ?author author.name) 1)(value‑type ?author author.name biblio‑name)(>= (value‑cardinality ?author author.documents) 1)(<=> (author.name ?author ?name)(person.name ?author ?name))))?authorが著者であるとは、?authorがpersonであり、関係author.nameで規定される、ちょうど１つの対象が存在し、それはクラスbiblio‑nameのインスタンスでなければならず、
author.documentsで関係づけられる少なくとも１つの対象が存在し、author.nameという関係とperson.nameという関係が同値であることである。
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

KIF (Knowledge Interchange Format)zzz

1階述語論理を拡張して、項の定義、メタ知識(知識に関する知識)、集合、
非単調理論などを記述できるようにした知識交換言語
１階述語論理の表現をLisp風の記法で表現
拡張部分
 集合・リストの表現setof,やlistof
 ifやcondによる条件記述子
 defobject, deffunction, defrelationを使ってオブジェクト、関数、関係を定義

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

13

による表現の例
KIFに述語論理 / 数学の表記
(1) 項
x+y
{a, b, c, d}{x | wheel(x)∧ made-in-japan(x)};「日本製の車輪の集まり」
ιx [wheel(x) ∧ made-in-japan(x)];「その日本製の車輪」
κx [wheel(x) ∧ made-in-japan(x)];「…は日本製の車輪である」
λx [founded-year(vendor(x))];「x の製造者の設立年」
if number(x) ∧ x≠0 then 1/x;「x が 0 でない数のとき、1/x（を与える関数）」(2) 命題p (a, b)∀x∃y[product(x)→vendor(y)∧makes(y,x)]

KIF(+ ?x ?y)(setof a b c d)(setofall ?x (and (wheel ?x)(made-in-japan x)))(the ?x (and (wheel ?x)(made-in-japan x)))(kappa ?x (and (wheel ?x)(made-in-japan x)))(lambda ?x(founded-year (maker ?x)))(if (and (number ?x) (not (= ?x 0)))(/ 1 x))(p a b)(forall ?x(exists ?y(=> (product ?x)(and (vendor ?y)(makes ?y ?x)))))

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

OIL
OIL =
modelling primitives from frames (OKBC-lite)+ semantics and inference from Description Logic+ syntax from RDF(S) & XML(S)z

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

14

OILのシンタックスのシンタックスzz

Ontology Container: オントロジー自身の情報
 title, creator, subject, description, publisher, contributor, date, type, format, identifier, source,
language, relation, rights
Ontology definitions
 class-def
 type: primitive(必要条件) or defined(必要十分条件）
 name, documentation: string subclass-of: class slot-constraintz

name, has-value, value-type, max-cardinality, min-cardinality, cardinality

slot-def name, documentation: string subslot-of: slot
 domain, range: classz pair(x, y) -> domain x, range y inverse slot
 properties: transitive, symmetric
importrule-basezzHideaki Takeda / National Institute of Informatics

ontology-definitions
slot-def eats
inverse is-eaten-by
slot-def has-partinverse is-part-of
properties transitiveclass-def animalclass-def
plant
ontology-container
subclass-of NOT animal
title "African animals"
class-def tree
creator "Ian Horrocks"
subclass-of plant
subject "animal, food, vegetarians"class-def branch
description "A didactic example ontology describing African animals"
slot-constraint is-part-of
description.release "1.01"
has-value tree
publisher "I. Horrocks"
class-def leaf
type "ontology"
slot-constraint is-part-of
format "pseudo-xml"
has-value branchformat "pdf"class-def defined carnivore
identifier "http://www.cs.vu.nl/~dieter/oil/TR/oil.pdf"
subclass-of animalslot-constraint eats
source "http://www.africa.com/nature/animals.html"
value-type animal
language "OIL"
class-def defined herbivore
language "en-uk"
subclass-of
animalrelation.hasPart "http://www.ontosRus.com/animals/jungle.onto"
slot-constraint eatsvalue-type plant OR(slot-constraint is-part-of
has-value plant)
class-def herbivore
subclass-of NOT carnivore
class-def giraffe
subclass-of animalslot-constraint eatsvalue-type leaf
class-def lion
subclass-of animalslot-constraint eatsvalue-type herbivore
class-def tasty-plant
subclass-of plantslot-constraint eaten-by
has-value
herbivore, carnivore
Hideaki Takeda / National Instituteof Informatics

OILの例
の例

15

RDF and RDF Schema
RDF(Resource Description Framework)
 WWWのメタデータの記述
 属性／値の組 ラベル付きグラフ
 XML serialization
表記のためz RDF Schema 語彙の提供：簡単なオントロジー言語
zHideaki Takeda / National Institute of Informatics

OILと
とRDFS
z

語彙の対応と拡張

OIL primitive

RDFS syntax

typeclass-def
subclass-ofclass-expression

rdfs:Class
rdfs:subClassOf
oil:ClassExpression(placeholder only)
oil:AND(subclass of ClassExpression)
oil:OR(subclass of ClassExpression)
oil:NOT(subclass of ClassExpression)
oil:SlotConstraint(placeholder only)
oil:hasSlotConstraint(rdf:type of rdfs:ConstraintProperty)
oil:NumberRestriction(placeholder only)(subclass of oil:SlotConstraint)class
property
class

AND
OR
NOT
slot-constraint

OIL primitivehas-value

class

class
class
property
class

type
Class

(subclass of oil:SlotConstraint)value-type

class

RDFS syntax
oil:HasValue

max-cardinality
min-cardinality

oil:ValueType(subclass of oil:SlotConstrain)t
oil:MaxCardinality(subclass of oil:NumberRestriction)
oil:MinCardinality

class
class
class

(subclass of oil:NumberRestriction)
cardinality

oil:Cardinality(subclass of oil:NumberRestriction)

class

OIL primitive

RDFS syntax

type

slot-def

rdf:Property

class

subslot-of

rdfs:subPropertyOf

property

domainrdfs:domain

property

range

rdfs:range

property

inverseoil:inverseRelationOf

propertytransitive

oil:TransitiveRelation

class

symmetric

oil:SymmetricRelation

class

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

16

OIL by RDFS<?xml version=’1.0’ encoding=’ISO-8859-1’?><rdf:RDF
xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
xmlns:rdfs="http://www.w3.org/TR/1999/PR-rdf-schema19990303#"
xmlns:oil="http://www.ontoknolwedge.org/oil/rdfschema"
xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"
xmlns:dcq="http://purl.org/dc/qualifiers/1.1/"
xmlns:ont2="http://www.semanticweb.org/oil/ontologyexample"><rdf:Description about = ""><dc:Title>"African Animals"</dc:Title><dc:Creator>"Ian Horrocks"</dc:Creator><dc:subject >"animal, food, vegetarians"</dc:subject ><dc:Description>"A didactic example ontology describing
African animals"</dc:Description><dcq:description.release> "1.01"</dcq:description.release><dc:publisher> "I. Horrocks"</dc:publisher><dc:type> "ontology"</dc:type><dc:format> "oil"</dc:format><dc:format> "pdf"</dc:format><dc:identifier>"http://www.cs.vu.nl/~dieter/oil/TR/oil.pdf"</dc:identifier><dc:source>"http://www.africa.com/nature/animals.html"</dc:source><dc:language> "OIL"</dc:language><dc:language> "en-uk"</dc:language></rdf:Description><rdf:Description
xmlns:syllogism="http://old.greece/syllogism/"><rdf:typeresource="http://www.ontoknowledge.org/oil//rdfschema#Rul
eBase"/><syllogism:premise>if it rains, you get
wet</syllogism:premise><syllogism:fact>it rains</syllogism:fact><syllogism:conclusion>you get wet</syllogism:conclusion></rdf:Description>< rdf :Property rdf :ID="eats"><oil: inverseRelationOf rdf :resource="#is - eaten - by"/></rdf :Property>< rdf :Property rdf :ID="is - eaten - by"/>< rdf :Property rdf :ID="has - part"><oil: inverseRelationOf rdf :resource="#is - part- of"/></ rdf :Property>< rdf :Property rdf :ID="is - part - of"/>< rdfs :Class rdf :ID="animal"/>< rdfs :Class rdf :ID="plant">< rdfs :subClassOf ><oil:NOT><oil:hasOperand rdf :resource="#animal"/></oil:NOT></ rdfs :subClassOf ></rdfs :Class>< rdfs :Class rdf :ID="tree">< rdfs :subClassOf rdf :resource="#plant"/></rdfs :Class>< rdfs :Class rdf :ID="branch"><oil:hasSlotConstraint ><oil:has - value><oil:hasProperty rdf :resource="#is - part- of"/><oil:hasClass rdf :resource="#tree"/></oil:has - value></oil: hasSlotConstraint ></rdfs :Class>< rdfs :Class rdf :ID="leaf"><oil:hasSlotConstraint ><oil:has - value><oil:hasProperty rdf :resource="#is - part- of"/><oil:hasClass rdf :resource="#branch"/></oil:has - value></oil: hasSlotConstraint ></rdfs :Class>< rdfs :Class rdf :ID="carnivore">< rdfs :subClassOf rdf :resource="#animal"/><oil:hasSlotConstraint ><oil:valueType ><oil:hasProperty rdf :resource="#eats"/><oil:hasClass rdf :resource="#animal"/></oil: valueType ></oil: hasSlotConstraint ></rdfs :Class>

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

ontology-definitions
slot-def eats
inverse is-eaten-by
slot-def has-partinverse is-part-of
properties transitiveclass-def animalclass-def plant
subclass-of NOT animalclass-def tree
subclass-of plantclass-def branchslot-constraint is-part-of
has-value treeclass-def leaf
slot-constraint is-part-of
has-value branchclass-def defined carnivore
subclass-of animalslot-constraint eatsvalue-type animalclass-def defined herbivore
subclass-of animalslot-constraint eatsvalue-type plant OR(slot-constraint is-part-of
has-value plant)
class-def herbivore
subclass-of NOT carnivore
class-def giraffe
subclass-of animalslot-constraint eatsvalue-type leaf
class-def lion
subclass-of animalslot-constraint eatsvalue-type herbivore
class-def tasty-plant
subclass-of plantslot-constraint eaten-by
has-value herbivore, carnivore< rdf :Property rdf :ID="eats"><oil: inverseRelationOf rdf :resource="#is - eaten - by"/></rdf :Property>< rdf :Property rdf :ID="is - eaten - by"/>< rdf :Property rdf :ID="has - part"><oil: inverseRelationOf rdf :resource="#is - part- of"/></ rdf :Property>< rdf :Property rdf :ID="is - part - of"/>< rdfs :Class rdf :ID="animal"/>< rdfs :Class rdf :ID="plant">< rdfs :subClassOf ><oil:NOT><oil:hasOperand rdf :resource="#animal"/></oil:NOT></ rdfs :subClassOf ></rdfs :Class>< rdfs :Class rdf :ID="tree">< rdfs :subClassOf rdf :resource="#plant"/></rdfs :Class>< rdfs :Class rdf :ID="branch"><oil:hasSlotConstraint ><oil:has - value><oil:hasProperty rdf :resource="#is - part - of"/><oil:hasClass rdf :resource="#tree"/></oil:has - value></oil: hasSlotConstraint ></rdfs :Class>< rdfs :Class rdf :ID="leaf"><oil:hasSlotConstraint ><oil:has - value><oil:hasProperty rdf :resource="#is - part - of"/><oil:hasClass rdf :resource="#branch"/></oil:has - value></oil: hasSlotConstraint ></rdfs :Class>< rdfs :Class rdf :ID="carnivore">< rdfs :subClassOf rdf :resource="#animal"/><oil:hasSlotConstraint ><oil:valueType ><oil:hasProperty rdf :resource="#eats"/><oil:hasClass rdf :resource="#animal"/></oil: valueType ></oil: hasSlotConstraint ></rdfs :Class>

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

17

OIL:
z

Currently available tools
 Definition of language semantics
 XML encoding RDF encoding
 Tools:
 Translators (XSL
based)
 reasoner (FaCT, DLbased) OntoEdit
 case-studies
 GIS ontology mapping (KA)2 ontology
 CIA world fact book

Declarative Languages
OIL

DC
XHTML

SMIL

HTML

PIC
RDF(S)

XML

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

オントロジーの記法
z

z

z

z

z

z

KIF(Knowledge Interchange Format)
z 一階論理ベース
Ontolingua
z KIFベース
OKBC(Open Knowledge Base Connectivity)
 Ontolingua+frame ontology
XOL(XML Ontology Exchange Language)
 OKBC-liteのセマンティックス
 XMLのシンタックス
OIL(Ontology Interchange Language)
 XOLベース
OML(Ontology Markup Language)
 SHOE
 Conceptual Graphsのセマンティックス

XML/RDF
Concept
Graphs

KIF
Frame
Ontology

Ontolingua

OML

OKBC

OKBC-lite

XOL

OIL
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

18

オントロジーの利用
エージェント間コミュニケーションのためのオントロジーz 人間とシステムの間のコミュニケーションのためのオントロジーz 人間と人間の間のコミュニケーションのためのオントロジーzHideaki Takeda / National Institute of Informatics

エージェントor人間間でのオントロジーの役割
エージェント 人間間でのオントロジーの役割
実世界

オントロジー

知識

？ ？

知識

コミュニケーション
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

19

ユーザ

KC-Kansai

インタフェース
エージェント交通エージェント群ホテル
エージェント

旅行計画
エージェント¥交通
エージェント¥新幹線¥近鉄
エージェントエージェント¥奈良交通
エージェント

地理エージェント群¥地理
エージェント¥観光
エージェント¥日本地図 ¥関西地図
エージェントエージェント¥行程計画
エージェント

お寺エージェント群¥アミューズメント
エージェント

東大寺エージェント

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

KC-Kansaiのエージェントのエージェント

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

20

GEOGRAPHICAL-THING
PLACE
name NAME-STRING
display-point LOCATION-POINT
featurenearest-station STATIONLOCATION-POINT
x-location
y-location

BOUNDARY-LINEboundary-lines listof LOCATION-POINT
boundary-kind

Geography agent

AREA
border setof BOUNDARY-LINE
PREFECTURE

POINT
location LOCATION-POINT

COURSElines listof LOCATION-POINT

CITY
LAKE

BUILDING
name NAME-STRING
address ADDRESS-STRING
telephone TELEPHONE-NUMBER

PARKPark Agent

RIVER
TRAFFIC-LINE
ROAD
BUS-LINE

Traffic AgentSTATION
traffic-facility

RAILROAD

Railway Agent

NARAKOTU-BUS-LINE
KINTETSU-RAILROAD

BUS-STOP

Railway Agent

Kintetsu Agent

JR-RAILROAD

JR Agent

RAILROAD-STATION

Hotel Agent

ACCOMMODATIONKINTETSU-STATION

Kintetsu Agent

JR-STATIONJR Agent

UNIVERSITY

Temple AgentGroup
TEMPLEDORMITORY
UNIVERSITY-HALL

Sight-seeing AgentVISIT-PLACE
nametelephonefeeadmission-time
required-time
how-to-access

TEMPLEnametelephonefeeadmission-time
required-time
how-to-access

Park Agent

Todaiji-temple

SPOT
LAKE
PARK

HOTEL
name
address
telephoneroom-number
capacity
single-room-number
twin-room-number
single-room-fee
twin-room-fee
check-in-time
check-out-time
perking-fee
parking-limit
morning-fee
dinner-fee
how-to-accessspecial-featurenearest-station
access-timeaccess-means

Temple Agent Group

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

KC０
０での利用
z
z

メッセージのアスペクト間変換をTranslator agentとして実現
Mediatorは必要時にtranslatorを呼ぶ出すことでメッセージの伝達を行なう。
エージェント検索

（２）転送

(1)質問

faciliator（３）エージェントの問い合わせmediator（７）応答

agent recommenderclient

（６）応答
情報の収集

（４）質問
オントロジー変換

translator（５）質問／応答
ontology server

servers
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

21

中間メディアとしてのオントロジーz

計算機向きメディアと人間向きメディアのギャップ
 計算機向きメディア
 CAD/CAM/simulation/図面
 明瞭な構文と意味

 人間向きメディア
 資源言語文、図、表, …
 曖昧な構文と意味z

中間メディアとしてのオントロジー
Engineer 人間に理解可能
 機械に容易に処理可能

Engineer

Human-oriented media

Ontology
model-oriented media

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

Product

IICA
z

z

z

情報収集
 関連する概念を含むページだけを収集
 オントロジーの概念でフィルタリング
情報分類
 概念ごとにクラスタリング 概念クラスを表現する特徴ベクトルの利用
情報抽出
Internet
 状態遷移図WWW
 出現パターンを記述するルール

r e s t aur a nt

1 search/collectt e mpl e

set of WWW pages

URL name ingredient effecthot s pr i ng

2 classify

3 extractclassified WWW pages

extracted
information

As taxonomy
As features of concepts
As heuristics for pruning search

ontology

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

22

オントロジー

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

IICAにおけるパターンルール
におけるパターンルールzクラス概念定義(define-pclass(hot-spring((has-at-least name)(has-some type-of-bath)z 属性概念定義(has-some ingredient)(has-some effect))))( de f i ne - c o nc e pt
( ef f ect( i s d i s e a s e wi t h ( o r 効能>( de f i ne - c o nc e pt
( di s e a s e ( i s ( or
+ 病>
+傷

効果
+痛

効く ) ) ) )))))Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

23

オントロジー

IICA

分類結果

Classified
URLs

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

IICAによる情報抽出による情報抽出
IICAによる情報抽出

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

24現場技術情報共有の知的支援

関西電力、東光精機と）(関西電力、東光精機と）Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

オントロジー

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

25

オントロジーを利用した検索

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

Architecture of Designers AmplifierzPersonal Information Space

Ontology
Designer: Information Organizing Agent
Documents

Mails

Drawings

etc.

: Information Exchanging Agent

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

26

Designers Amplifier
Search results(list of information)
Ontology Editor

Contents of information

Property of concepts

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

Using the Protocols in Designers Amplifier

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

27

共有情報発見によるコミュニティ形成支援システム：kMedia
共有情報発見によるコミュニティ形成支援システム：zzz

インターネット上の有益な情報を共有
人どうし
情報整理の支援・促進の関連表
示
コミュニティ形成の支援

簡易
ブラウ
ザ

ブックマー
クの関連表
示

ブラウザのブックマークデータを各人が持つ知識とし、このデータの推薦・整理・関連づけを行うことによって目的を達成

ブックマークデータを用いることの利点◆ データが既存であり新規作成も容易◆ 扱いが容易（ユーザ・システムの両方）◆ カテゴリ構造が一種の知識構造になっている（いろいろな用途に流用可能）
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

システム概念図bookmark1

右図のような
繋がりを可視化・促進

user 1

ユーザの持つ情報（ブックマークデータ）

http:ahttp:bhttp:c情報の関連（キーワードの一致）

user 3

bookmark3
情報交換
・
参照

bookmark2
http:a’http:dhttp:euser 2

http:fhttp:ghttp:e’人の関連

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

28

トピック関係の発見
zz

共通性のある関係の発見 (search, IR), (academia, research-related) 表現の違いを吸収
コミュニティ特有の関係の発見
 (Unix, academia)
computer-related
research-related

そのコミュニティの特徴を表現B

searchA

Information
retrievalacademia

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

C

人間同士の関係の発見
他のメンバーとどんな共通の話題をもっているか？
z 誰がどんなことが得意か？
z

computer-related
research-relatedBrchsearch resea
A

rese
arch

Information
retrievalunix
academia

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

C

29

まとめ
オントロジー
 概念体系の提供
 計算機可読性 人間理解可能性
人間と計算機をつなぐものz オントロジーに関する研究 まだ未発展（永遠に未発展？）
 実践が理論化を進展させる
 オントロジーの基礎理論
 オントロジー記述言語
 オントロジー構築
 オントロジーの利用z オントロジーの利用
 オントロジー構築
 オントロジー記述言語
 オントロジーの基礎理論

Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

30