Semantic Web

セマンティックWebと認知科学オントロジー
武田英明
国立情報学研究所／総合研究大学院大学
takeda＠nii.ac.jp
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics
The Semantic Webの目的

"The Semantic Web is an extension of the current web in
which information is given well-defined meaning, better
enabling computers and people to work in cooperation."
The Semantic Web, Scientific American, May 2001, Tim Berners-Lee, James Hendler and Ora Lassila

The Semantic Web is a vision: the idea of having data on the
web defined and linked in a way that it can be used by
machines not just for display purposes, but for automation,
integration and reuse of data across various applications.
http://www.w3.org/2001/sw/
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics
Semantic Web

Webを通じてさまざまな情報交換の実現
自動化
自動化
統合
統合
データの再利用
データの再利用
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics
p://www.semaview.com/
© 2003 Semaview Inc.
2003 Semaview
Semaview Inc.
©©2003
Inc.
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics
Next Generation Web?

Webの進化
 HTML: 表示のためのWeb
 XML:シンタックスをもったWeb
 ?? :セマンティックスをもったWeb

なぜセマンティックスをWebのメカニズムの中に組み込なねばならないか
 人間のためのWeb
から
 人間と機械のためのWeb
ヘ
cf. 機械ためだけのWeb
どうやって実現する？
 メタデータをつける
 メタデータの構造化→オントロジー
どうやって使うか？
 エージェント


Hideaki Takeda / National Institute of Informatics
なぜXMLでは不十分か
<person>
<name> Hideaki Takeda</name>
<age> 20</age>
</person>
<個人>
<名前>Hideaki Takeda</名前>
<年齢> 20</年齢>
</個人>

“person”, “name”とは何を意味するのか．
“name”と“名前”は同じなのだろうか．（同一性）
これは“person”の記述して十分なのだろうか(拘束条件）
…

結局，シンタックスだけは解決つかない


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Hideaki Takeda / National Institute of Informatics
Semantic Webの階梯
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

RDF (Resource Description Framework)
 最も原始的な意味記述の枠組みを提供ー＞SVOモデル
 Entity-Relation Model(実体関連モデル）
 セマンティックネット
RDF Schema
 RDFに最も原始的な概念記述の仕組みを追加
 class-subclass関係，制約
DAML+OIL
 より一般的な概念記述の枠組みを提供
 多様なクラス表現，多様な制約
DAML-S
 プロセスの記述
Tim Berners-Lee http://www.w3.org/2002/Talks/09-lcs-sweb-tbl/
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics
RDFシンタックス

http://www-kasm.nii.ac.jp/~takedaのcreatorは“Hideaki Takeda”である
http://www-kasm.nii.ac.jp/~takeda
Resource
Creator
Property
“Hideaki Takeda”
Value
<?xml version="1.0"?>
<rdf:RDF
xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
xmlns:dc="http://dublincore.org/2001/08/14/dces#">
<rdf:Description about="http://www-kasm.nii.ac.jp/~takeda">
<dc:Creator>Hideaki Takeda</dc:Creator>
</rdf:Description>
</rdf:RDF>
<rdf:RDF>
<rdf:Description about="http://www-kasm.nii.ac.jp/~takeda">
<dc:Creator rdf:resource=“Hideaki Takeda” />
</rdf:Description>
</rdf:RDF>
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics
RDF Schema



rdfs:Class
rdfs:SubclassOf
 クラスを詳細化したもの
 複数可
 推移性
rdf:type
あるクラスのインスタンスの
とき
rdf:property
 属性にあたるもの
 注意:propertyはグローバル
rdfs:subPropertyOf
 propertyを詳細化したもの
 推移性





Range（値域）
 一つ指定できる
 Cardinality(個数制限）は
ない
Domain（定義域）
 複数指定できる（OR）
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics
RDF Schema
Animal
<rdf:RDF xml:lang="en"
xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" “The class of person”
s
xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#">
rdfs:comment
<rdfs:Class rdf:ID="Person">
Person
<rdfs:comment>The class of people.</rdfs:comment>
d
d
<rdfs:subClassOf rdf:resource="http://www.w3.org/
maritalStatus
d
2000/03/example/
ssn
r
age
classes#Animal"/>
MaritalStatus
</rdfs:Class>
r
<rdf:Property ID="maritalStatus">
rdfs:comment
<rdfs:range rdf:resource="#MaritalStatus"/>
Integer
t
<rdfs:domain rdf:resource="#Person"/>
t
</rdf:Property>
“Social Security Number”
Married
Single
t
<rdf:Property ID="ssn">
<rdfs:comment>Social Security Number</rdfs:comment>
Windowed
t = rdf:type
<rdfs:range
t
d = rdfs:domain
rdf:resource="http://www.w3.org/2000/03/example/classes#Integer"/>
r = rdfs:range
<rdfs:domain rdf:resource="#Person"/>
Divorced
= class
</rdf:Property>
= class instance
<rdf:Property ID="age">
= property
<rdfs:range
rdf:resource="http://www.w3.org/2000/03/example/classes#Integer"/>
<rdfs:domain rdf:resource="#Person"/>
</rdf:Property>
<rdfs:Class rdf:ID="MaritalStatus"/>
<MaritalStatus rdf:ID="Married"/>
<MaritalStatus rdf:ID="Divorced"/>
Resource Description Framework(RDF) Schema Specification 1.0
<MaritalStatus rdf:ID="Single"/>
http://www.w3.org/TR/2000/CR-rdf-schema-20000327/
<MaritalStatus rdf:ID="Widowed"/>
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics
</rdf:RDF>
DAML+OIL




RDFSにより豊富なクラス表現と制約の方法を追加
Description Logicのfravor
Frame表現のfravor
特徴
 クラス
 クラス要素：必要条件，必要十分条件の区別が可能
 クラス表現：
 プロパティによる制約（クラスのスロット定義の相当）
 型制限（全称／限量），個数制限，型指定個数制限
 クラスの論理演算：和，積，否定
 プロパティ
 定義域，値域の複数指定(積）
 推移性の指定
 定義のインポート
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics
DAML+OIL記述例
<rdf:RDF
xmlns:rdf ="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#"
xmlns:daml="http://www.daml.org/2001/03/daml+oil#"
xmlns:xsd ="http://www.w3.org/2000/10/XMLSchema#"
xmlns:dex ="http://www.daml.org/2001/03/daml+oil-ex#"
xmlns:exd ="http://www.daml.org/2001/03/daml+oil-ex-dt#"
xmlns ="http://www.daml.org/2001/03/daml+oil-ex#“
>
<daml:Ontology rdf:about="">
<rdfs:comment>An example ontology by Takeda, with data types taken from XMLSchema</rdfs:comment>
<daml:imports rdf:resource="http://www.daml.org/2001/03/daml+oil"/>
</daml:Ontology>
<daml:Class rdf:ID="Animal">
<rdfs:label>Animal</rdfs:label>
<rdfs:comment>This class of animals is illustrative of a number of ontological idioms.</rdfs:comment>
</daml:Class>
DAML+OIL Example
http://www.daml.org/2001/03/daml+oil-ex.daml
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics
<daml:ObjectProperty rdf:ID="name">
<rdfs:domain rdf:resource="#Animal"/>
<rdfs:range rdf:resource="http://www.w3.org/2000/10/XMLSchema#decimal"/>
</daml:ObjectProperty>
<daml:DatatypeProperty rdf:ID="age">
<rdfs:comment>
age is a DatatypeProperty whose range is xsd:decimal. age is also a UniqueProperty (can only have one age)
</rdfs:comment>
<rdf:type rdf:resource="http://www.daml.org/2001/03/daml+oil#UniqueProperty"/>
<rdfs:range rdf:resource="http://www.w3.org/2000/10/XMLSchema#nonNegativeInteger"/>
</daml:DatatypeProperty>
<daml:Class rdf:ID="Person">
<rdfs:subClassOf rdf:resource="#Animal"/>
<rdfs:subClassOf>
<daml:Restriction daml:mincardinality="1">
<daml:onProperty rdf:resource="#name"/>
</daml:Restriction>
</rdfs:subClassOf>
</daml:Class>
<Person rdf:ID="Hideaki">
<rdfs:label>Hideaki</rdfs:label>
<rdfs:comment>Hideaki is a person. His name is Hideaki Takeda and his age is 20.</rdfs:comment>
<name>Hideaki Takeda</name>
<age><xsd:integer rdf:value="20"/></age>
</Person>
DAML+OIL Example
</rdf:RDF>
http://www.daml.org/2001/03/daml+oil-ex.daml
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics
Semantic Webの課題と可能性
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Semantic Webは一見技術的には陳腐にみえるが．．．
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技術的側面
 閉じた世界と開かれた世界
 知識生成のプロセスにおけるHuman-in-the-Loop
社会的側面
 普及のプロセス
 言語，習慣，文化
オントロジーの課題（つくる，つなげる，つかう）
 概念体系の収集と統合
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Hideaki Takeda / National Institute of Informatics
認知科学オントロジー：私の提案
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

認知学辞典の世界
 美しい体系を目指す
 混沌しかし拡張可能な体系を目指す
 例)Wikipedia
どんな体系？
 多重オントロジー：ひとつの体系は困難
 分野ごと
 視点ごと（初学者むき、学習向、専門向、門外漢…）
 人毎（橋田さんのオントロジー)
 浅いオントロジー：定義を分けることは困難
 上位下位、関連用語
プロセス支援？
 Web、コミュニティ…
Hideaki Takeda / National Institute of Informatics

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