• 제목/요약/키워드: OWL-DL

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Medusa: 시맨틱 웹 규칙 언어 처리를 위한 확장형 서술 논리 추론기 (Medusa: An Extended DL-Reasoner for SWRL-enabled Ontologies)

  • 김제민;박영택
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제36권5호
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    • pp.411-419
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    • 2009
  • 현재 온톨로지의 논리적 오류와 개념들 간의 포함 관계를 탐지하는 추론 엔진들이 소개되고 있다. 대부분의 서술 논리 기반 온톨로지 추론 엔진은 태블로 알고리즘을 기반으로 구축되었다. 그러나 태블로 알고리즘 기반의 온톨로지 추론은 인스턴스 추론에 있어서 한계를 보인다. 이에 본 논문에서는 Medusa 시스템을 제안한다. Medusa는 서술 논리로 표현된 온톨로지의 정형화된 의미를 기반으로 시맨틱 웹 규칙 언어(SWRL)를 지원하는 확장된 서술 논리 추론 엔진이다. 대부분의 서술 논리 기반 추론 엔진은 효과적으로 온톨로지 스키마 모델을 추론하지만 인스턴스(Assertional Knowledge) 정보를 추론하기 위한 규칙 기반 추론 기능을 제공하지는 않는다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 Medusa는 서술 논리의 추론 방식과 규칙 기반 추론 방식을 동시에 사용한다. 본 논문에서 설명하는 Medusa의 프로토타입은 $Prot{\acute{e}}g{\acute{e}}$ API[1]를 사용하여 시맨틱 웹 규칙 언어 추론 엔진과 서술 논리 추론 엔진간의 상호작용을 제어한다.

Using the METHONTOLOGY Approach to a Graduation Screen Ontology Development: An Experiential Investigation of the METHONTOLOGY Framework

  • Park, Jin-Soo;Sung, Ki-Moon;Moon, Se-Won
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제20권2호
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    • pp.125-155
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    • 2010
  • Ontologies have been adopted in various business and scientific communities as a key component of the Semantic Web. Despite the increasing importance of ontologies, ontology developers still perceive construction tasks as a challenge. A clearly defined and well-structured methodology can reduce the time required to develop an ontology and increase the probability of success of a project. However, no reliable knowledge-engineering methodology for ontology development currently exists; every methodology has been tailored toward the development of a particular ontology. In this study, we developed a Graduation Screen Ontology (GSO). The graduation screen domain was chosen for the several reasons. First, the graduation screen process is a complicated task requiring a complex reasoning process. Second, GSO may be reused for other universities because the graduation screen process is similar for most universities. Finally, GSO can be built within a given period because the size of the selected domain is reasonable. No standard ontology development methodology exists; thus, one of the existing ontology development methodologies had to be chosen. The most important considerations for selecting the ontology development methodology of GSO included whether it can be applied to a new domain; whether it covers a broader set of development tasks; and whether it gives sufficient explanation of each development task. We evaluated various ontology development methodologies based on the evaluation framework proposed by G$\acute{o}$mez-P$\acute{e}$rez et al. We concluded that METHONTOLOGY was the most applicable to the building of GSO for this study. METHONTOLOGY was derived from the experience of developing Chemical Ontology at the Polytechnic University of Madrid by Fern$\acute{a}$ndez-L$\acute{o}$pez et al. and is regarded as the most mature ontology development methodology. METHONTOLOGY describes a very detailed approach for building an ontology under a centralized development environment at the conceptual level. This methodology consists of three broad processes, with each process containing specific sub-processes: management (scheduling, control, and quality assurance); development (specification, conceptualization, formalization, implementation, and maintenance); and support process (knowledge acquisition, evaluation, documentation, configuration management, and integration). An ontology development language and ontology development tool for GSO construction also had to be selected. We adopted OWL-DL as the ontology development language. OWL was selected because of its computational quality of consistency in checking and classification, which is crucial in developing coherent and useful ontological models for very complex domains. In addition, Protege-OWL was chosen for an ontology development tool because it is supported by METHONTOLOGY and is widely used because of its platform-independent characteristics. Based on the GSO development experience of the researchers, some issues relating to the METHONTOLOGY, OWL-DL, and Prot$\acute{e}$g$\acute{e}$-OWL were identified. We focused on presenting drawbacks of METHONTOLOGY and discussing how each weakness could be addressed. First, METHONTOLOGY insists that domain experts who do not have ontology construction experience can easily build ontologies. However, it is still difficult for these domain experts to develop a sophisticated ontology, especially if they have insufficient background knowledge related to the ontology. Second, METHONTOLOGY does not include a development stage called the "feasibility study." This pre-development stage helps developers ensure not only that a planned ontology is necessary and sufficiently valuable to begin an ontology building project, but also to determine whether the project will be successful. Third, METHONTOLOGY excludes an explanation on the use and integration of existing ontologies. If an additional stage for considering reuse is introduced, developers might share benefits of reuse. Fourth, METHONTOLOGY fails to address the importance of collaboration. This methodology needs to explain the allocation of specific tasks to different developer groups, and how to combine these tasks once specific given jobs are completed. Fifth, METHONTOLOGY fails to suggest the methods and techniques applied in the conceptualization stage sufficiently. Introducing methods of concept extraction from multiple informal sources or methods of identifying relations may enhance the quality of ontologies. Sixth, METHONTOLOGY does not provide an evaluation process to confirm whether WebODE perfectly transforms a conceptual ontology into a formal ontology. It also does not guarantee whether the outcomes of the conceptualization stage are completely reflected in the implementation stage. Seventh, METHONTOLOGY needs to add criteria for user evaluation of the actual use of the constructed ontology under user environments. Eighth, although METHONTOLOGY allows continual knowledge acquisition while working on the ontology development process, consistent updates can be difficult for developers. Ninth, METHONTOLOGY demands that developers complete various documents during the conceptualization stage; thus, it can be considered a heavy methodology. Adopting an agile methodology will result in reinforcing active communication among developers and reducing the burden of documentation completion. Finally, this study concludes with contributions and practical implications. No previous research has addressed issues related to METHONTOLOGY from empirical experiences; this study is an initial attempt. In addition, several lessons learned from the development experience are discussed. This study also affords some insights for ontology methodology researchers who want to design a more advanced ontology development methodology.

DL기반에 의한 이질적 시스템간의 메타모델 매핑 (Description Logic based Mapping of Meta Models between Heterogeneous Systems)

  • 홍현술
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2005년도 추계학술발표대회 및 정기총회
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    • pp.423-426
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    • 2005
  • 시맨틱 웹은 시스템이 더욱 효과적으로 정보를 액세스하고 이용이 가능하도록 하는 의미적 정보로서의 웹을 풍부하게 하는데 목적을 두며, 이는 온톨로지의 개념표현과 추론기능을 기반으로 한다. 온톨로지는 지식의 상호 커뮤니케이션을 위하여 개념적으로 명확하고 간결한 토대를 수립하기 위한 의미를 제공한다. 그런데 현재의 온톨로지 개발환경은 강력한 모델링 툴이나 경험이 풍부한 전문적인 온톨로지 구축 인력이 부족한 현실이다. 따라서 본 논문에서는 기존의 많은 개발자들에게 친숙해 있는 UML 또는 ER 도구를 이용하여 획득된 정보가 온톨로지 언어인 OWL의 정보와 커뮤니케이션이 가능하여 온톨로지 모델링 작업의 효율성을 높일 수 있도록 이들 사이의 메타모델 매핑변환을 시도하였다. 매핑의 기반에서는 DL을 이용하였다.

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미디어 분류를 위한 온톨로지 스키마 자동 생성 (Automated Modelling of Ontology Schema for Media Classification)

  • 이남기;박현규;박영택
    • 정보과학회 논문지
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    • 제44권3호
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    • pp.287-294
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    • 2017
  • UCC와 SNS 등을 통해 개인 미디어가 다양한 방식으로 생성됨에 따라 미디어를 분석하고 인지하는 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며, 이를 통해 객체 인지의 수준이 향상되었다. 그 결과 기존의 제목, 태그 및 스크립터 정보를 이용한 추론 방식과 달리 미디어에서 인지되는 객체를 활용하는 영상 분류 추론 연구가 수행되고 있다. 하지만 추론을 위한 미디어 온톨로지 모델링을 사람이 직접 수행해야 하기 때문에 많은 시간과 비용이 발생하는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 미디어 분류를 위한 온톨로지 스키마 모델링의 자동화 방법을 제안한다. 영상에서 인지되는 객체의 빈도에 따른 OWL-DL 공리의 특성을 고려하여 온톨로지 모델 생성의 자동화 방안에 대하여 설명한다. 유튜브에서 수집한 15가지의 카테고리에 대한 영상으로부터 온톨로지 모델을 자동 생성하여 추론을 통해 미디어 분류의 정확도에 대한 실험을 수행하였다. 실험결과 15가지 영상 이벤트의 행위 약 1500개에 대하여 영상 분류를 수행한 결과, 86%의 정확도를 얻었고, 온톨로지 모델링의 자동화 방법에 대한 타당한 성능을 보였다.

온톨로지를 이용한 식품첨가물 정보 지식의 구축 (Construction of a Knowledge Schema for Food Additive Information Using Ontology)

  • 김은경;김용기
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제27권1호
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    • pp.42-49
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    • 2017
  • 다양한 분야에서 온톨로지 기술을 이용하여 효율적인 정보 검색과 정보자원을 재사용을 위한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 식품의약품안전처와 식품안전정보포털에서 제공하는 식품첨가물 정보를 소비자에게 제공하기 위한 온톨로지를 구축하였다. 식품첨가물은 $Prot{\acute{e}}g{\acute{e}}$를 이용하여 OWL(Web Ontology Language)기반의 지식으로 표현하였다. 식품첨가물명, 기원, 목적, 기본정보를 제공하기 위한 클래스, 속성, 관계를 정의하였다. 구축한 온톨로지를 이용하여 식품첨가물의 정보를 검색하기 위해 679개의 인스턴스를 구축하고 DL Query 질의를 통하여 결과를 확인하였다. 본 논문에서 보이는 식품첨가물 온톨로지를 이용하면 향후 관련 분야의 정보 검색 시스템 통합 및 개선에 있어서 도움이 될 수 있을 것이라 기대한다.

다양한 OWL-DL 추론 엔진에서 대용량 ABox 추론에 대한 성능평가 (A Performance Analysis of Large ABox Reasoning in OWL-DL Reasoners)

  • 서은석;박영택
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제34권7호
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    • pp.655-666
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    • 2007
  • RacerPro, Pellet 등 지금까지의 전혈적인 추론 시스템들은 주로 Tableaux Algorithm 기반의 추론 시스템으로 Tableaux Algorithm의 특성상 대용량 ABox 추론에서 문제점을 나타낸다. 이를 해결하기 위한 연구로 Tableaux Algorithm 기반에 DBMS를 함께 사용한 영국 Manchester 대학의 Instance Store와 Disjunctive Datalog Approach를 사용한 독일 Karlsruhe 대학의 KAON2가 있다. 현재 추론 시스템들에 대한 벤치마크 실험은 대부분 Tableaux Algorithm 기반의 TBox 추론 위주이며 ABox 추론에 대한 평가는 거의 진행되지 않았다. 특히 최근 이슈로 부각된 (대용량 ABox 추론을 위한 추론 시스템)의 특성별 벤치마크 실험은 거의 보고되지 않았다. 이에 본 논문에서는 각 추론엔진들의 이론적 배경을 근간으로 전형적 추론엔진들과 최근 이슈에 따른 대용량 ABox론 위한 추론엔진들을 상호 비교를 통해 살펴보며 특히, 대용량 ABox 처리론 위한 추론엔진인 Manchester 대학의 Instance Store와 Karlsruhe 대학의 KAON2를 LUBM을 통하여 분석 평가함으로 사용자의 요구에 따른 대용량 ABox 추론엔진을 제시한다. 평가방법에서는 LUBM(Lehigh University BenchMark)에 대한 소개와 이를 이용한 벤치마크 실험 방법 및 평가 시스템에 대하여 소개한다. 본 논문은 결론을 통해 실험 결과와 각 추론엔진의 사용 Algorithm 특성을 기초로 다양한 환경에서의 대용량 ABox 처리에 적합한 추론엔진을 제시한다.

조세 온톨로지 구축에 관한 연구 (A Study on Tax Ontology Construction)

  • 장인호
    • 한국도서관정보학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.385-408
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    • 2013
  • 본 연구의 목적은 국가나 지방자치단체가 과세 대상을 관리하는데 사용될 수 있는 조세 온톨로지를 구축하는 것이다. 이에 조세와 관련 개념을 분석한 후 개념 계층(taxonomies)을 형성하였다. 특히 개념 계층에서는 다중 계승을 '프리미티브 개념'으로 분해한 후 '정의된 개념'으로 재결합하는 Rector의 '온톨로지 구현 정규화 방법론'이 사용되었다. 그 방법론으로 직접세, 지방세, 그리고 보통세로 다중 계승되는 재산세와 같이 복잡하게 얽힌 조세의 체계를 명시적이고 논리적으로 표현하였다. 그 다음 추론 기구를 통하여 자동 분류를 실시하고, 일관성(consistency)을 검증하였다. 마지막으로, 구축된 온톨로지의 구체적 활용사례를 소개하였다.

유연생산 시스템에서의 에이전트를 이용한 동적 작업배정규칙 할당에 관한 연구 (Dynamic manufacturing scheduling using multi-agent-system in FMS)

  • 김승호;최회련;이홍철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권9호
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    • pp.3232-3238
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    • 2010
  • 유연생산시스템은 고자동화 생산시스템일 뿐만 아니라, 사용자와 시장의 요구를 만족시키기 위해 유연한 생산시스템이 요구됨에 따라 작업배정규칙 할당에 있어서 시스템과 작업환경에 많은 제약을 받게 된다. 본 논문에서는 온톨로지 지식 기반의 작업환경을 고려한 유연생산시스템의 작업배경규칙 할당방법을 제시한다. 에이전트를 이용하여 작업장 환경과 작업내용을 모니터링하고, 이에 적합한 작업배정규칙을 온톨로지 지식으로부터 추론하여 시스템에 적용한다. 본 시스템 개발을 위해 멀티에이전트를 지원하는 $JADE^{TM}$ 플랫폼을 이용하였으며, 온톨로지는 Protege를 이용하여 개발되었다.

지식 간 상호참조적 네비게이션이 가능한 온톨로지 기반 프로세스 중심 지식지도 (Ontology-Based Process-Oriented Knowledge Map Enabling Referential Navigation between Knowledge)

  • 유기동
    • 지능정보연구
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    • 제18권2호
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    • pp.61-83
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    • 2012
  • 지식지도는 관련된 지식의 현황을 네트워크 형식으로 보여주는 일종의 도식으로, 지식 간의 상호참조적 네비게이션 관계를 기초로 하는 지식 분류 및 저장 체계 역할을 한다. 이러한 이유로 인하여 지식 및 이들 지식이 또 다른 지식과 갖는 관계를 네트워크 형식으로 형식적이고 객관적으로 묘사하기 위한 온톨로지 기반 지식지도의 필요성이 대두되어왔다. 본 논문은 지식 간의 상호참조적 네비게이션이 가능한 온톨로지 기반 지식지도를 구현하기 위한 방법론을 제시한다. 제시된 방법론에 의해 구현되는 온톨로지 기반 지식지도는 지식 간의 상호참조적 네비게이션을 가능하게 할 뿐만 아니라 이러한 지식 간 네트워크 관계에 의해 추가적인 지식 간의 관계를 추론할 수 있다. 제시된 개념의 타당성을 검증하기 위하여 두 가지의 실제 비즈니스 프로세스를 기반으로 지식지도를 구현하였고, 구현된 지식지도에 나타나는 지식 간 네트워크 구성의 유효성을 검토하였다.

시맨틱 웹에서의 효율적인 온톨로지 추론을 위한 개선방법에 관한 연구 (A Study on Methodology for Efficient Ontology Reasoning in the Semantic Web)

  • 홍준석
    • 한국전자거래학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.85-101
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    • 2008
  • 온톨로지를 이용한 시맨틱 웹은 의미 기반의 표현 수단으로써 기존의 웹이 갖는 한계점을 극복할 수 있는 차세대 웹의 표준으로 인식되고 있다. 시맨틱 웹에 표현된 정보를 최대로 활용하기 위해서는 온톨로지에 대한 질의 검색 및 추론 기능이 필요한데, 대부분의 시맨틱 웹 도구들은 RDF 메타데이터 구조에 따른 Triple 기반의 저장 구조를 이용함으로 인해 온톨로지 추론을 위한 의미 단위의 복합 질의를 효율적으로 지원하지 못하고 있다. 본 연구에서는 기술 논리(DL)에 기반하여 온톨로지 데이터 구조와 일치하는 저장 구조를 설계하고, 이를 이용하여 시맨틱 웹 온톨로지에 대한 질의 검색 도구를 개발함으로써 온톨로지 추론을 위한 효율적인 복합 질의 검색을 지원할 수 있는 개선 방법을 제시하고자 한다. 그리고 제안된 방법을 구현한 시스템인 SMART-DLTriple을 기존의 시스템과 비교하여 그 성과를 평가하였다. 개선된 온톨로지 질의 검색 방법은 온톨로지 추론의 성능 향상에 기여하여 실용적인 온톨로지 추론 시스템의 개발에 도움을 줄 것이다.

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