هستی شناسی و وب معنایی

برای کسانی که علاقه مند هستند به تحولاتی که در حوزه وب صورت گرفته است و همچنین مشخصا برای کسانی که علاقه مند به حوزه وب معنای می باشند آنتولوژی ها موضوع جذابی است. اما هرچند آنتولوژی ها موضوع مهمی در زمان کنونی است، سوالاتی در این رابطه وجود دارد که آنتولوژی ها چه هستند و نقش آنها در حوزه وب معنایی چیست .انتولوژی ها عمدتاً برای اهداف دسته بندی ساختارهای سلسله مراتبی، طراحی فرهنگ لغات، اصطلاح‌شناسی ها و دیکشنری ها مورد استفاده قرار می گیرد.کلمه آنتولوژی در واقع شاخه‌ای از فلسفه می باشد که در رابطه با ماهیت موجودات و ساختار جهان صحبت می کند. اما تعریف بهتری هم برای درک عملکرد آنتولوژی ها در حوزه وب معنای وجود دارد. در واقع می توان گفت آنتولوژی دسته بندی کردن موجودیت هایی که وجود دارند یا ممکن است وجود داشته باشند و بیان ارتباطات بین آنها در یک حوزه یا دامنه مشخص است.

واژه آنتولوژی غالباً برای بیان درک معنایی، یعنی بیان چارچوب مفهومی دانش بین اعضایی که در یک حوزه مشخص وجود دارند به کار می رود .در حوزه وب معنایی آنتولوژی ساختاری است که معانی و مفاهیم آن حوزه را مشخص می کند. یعنی یک چارچوب مفهومی به زبانی که برای ماشین قابل فهم باشد.

رایج ترین تعریف برای آنتولوژی تعریفی است که Tom Gruber ارائه کرده است. او آنتولوژی ها را به عنوان “ساختاری برای بیان ویژگی های دقیق و مشخص از یک مفهوم ” تعریف کرده است .این تعریف کوتاه و زیباست اما تعریفی ناقص است چرا که از بیرون حوزه به ان نگاه شده است .در واقع می توان انتولوژی ها را به صورت یک ساختار مفهوم سازی شده ساده از جهان موجود نامید که به صورت رسمی و قابل درک برای ماشین و کامپیوتر ایجاد شده است.

چرا به آنتولوژی نیاز داریم ؟

به دلیل آنکه در حال حاضر وب به نحوی طراحی شده است که به مردم یا همان انسان ها سرویس دهی کند ، بنابراین تگ های متا دیتا برای سیستم های کامپیوتری نامفهوم است است. در حال حاضر زبان xml به سرعت در حال رشد است تا جای زبان html را به عنوان زبان وب بگیرد. اما زبان xml اساساً با ساختار فیزیکی صفحات وب سر و کار دارد و اسامی تگ های XML برای ماشین ها و کامپیوتر ها قابل درک نیست. اگر هدف وب معنایی را فراهم کردن بستر و شرایطی برای ایجاد درک ماشینی از از صفحات بدانیم، بنابراین این کامپیوتر ها باید بتوانند معانی منبع یا صفحه را یا موجودیت را درک کنند. بنابراین صرفاً نشان دادن محتویات صفحات وب کافی نیست، بلکه نیاز به عملیات استنتاج و کشف دانش از محتویات صفحات وب را داریم.

در فضای وب معنایی انتولوژی را می‌توان مفهوم سازی از یک حوزه دانش دانست که توسط مجموعه ای از کاربران ایجاد شده است است و به نحوی با یک دیگر تعامل دارند و برای درک توسط کامپیوتر ها طراحی شده است. آنتولوژی مفاهیم معنایی و دقیقی در رابطه با منابع ارائه می دهد .انتولوژی می‌تواند مفاهیم حوزه های مرتبط را نیز مشخص کند، همچنین ویژگی ها، محدوده مقادیر یا مجموعه مشخص از موارد مرتبط با ویژگی ها را و همین طور ارتباطات ممکن که می توان بین مفاهیم برقرار کرد را تعیین می کند. به دلیل آنکه یک آنتولوژی مفاهیم مرتبط را تعریف می کند و این یعنی بیان موجودیت ها و ویژگی های آنها و ارتباطات معنایی که بین این مفاهیم به دست می آید، بنابراین آنتولوژی امکان پردازش کردن منابع را مبتنی بر تفسیری معنادار از محتویات، به جای صرفا نمایش یا بیان ساختار فیزیکی منابع امکان پذیر می سازد

نمونه‌ای از یک آنتولوژی

آنتولوژی ها در حوزه وب مفهوم جدیدی نیست در واقع می توان گفت هر متادیتایی در واقع یک آنتولوژی هست که یک ویژگی مفهومی از منابعی که در حوزه مشخصی تعریف شده است را بیان می کند. بنابراین برای مثال مجموعه عناصری که در یک حوزه مشخص انتخاب و تعریف شده اند ، خودشان در واقع یک آنتولوژی هستند

نقش RDF/RDFS

اگرچه ساختار سلسله مراتبی به عنوان یک ویژگی مشخص و منحصر به فرد در آنتولوژی ها محسوب نمی شود اما این قابلیت به عنوان موضوع اصلی در ساختارهای RDF و RDFS به حساب می آید .این دو زبان توسط بنیاد W3C به وجود آمدند تا به عنوان یک ابزار کلی برای نمایش دانش مورد استفاده قرار گیرد، که در واقع روشی است برای توصیف موجودیت ها یا تعریف یک آنتولوژی یا متادیتا .RDF/RDFS در رابطه با محتوا هیچ پیش فرضی ندارد همچنین مفاهیم و معانی هیچ حوزه به خصوصی را مد نظر قرار نمی دهد و به مقادیر هیچ مجموعه از پیش تعیین شده ای وابسته نیست .

اگرچه استفاده مجدد عناصر یا موجودیت ها در یک آنتولوژی یا ساختار متادیتا را پشتیبانی می کند. RDF یک مدل را تعریف می‌کند یعنی مجموعه ای از عناصر برای توصیف منابع با استفاده از ویژگی های معین و مقادیری که به انها تعلق می گیرد. از این مهمتر اینکه این زبان ساختاری به وجود می آورد که این امکان را می دهد تا بتوانیم یک شماتیک یا ساختار معینی را از یک حوزه به خصوص ایجاد کنیم. از این زبان می توان برای کد کردن اطلاعات به نحوی که برای کامپیوترها قابل درک باشد استفاده کنیم تا بتوانیم داده ها را بین برنامه های مختلف تبادل کنیم تا امکان پردازش اطلاعات معنایی فراهم شود .

RDFS به منظور توسعه RDF ایجاد شده است که یک زبان توصیفی و قابل پردازش برای ماشین می باشد. از این زبان می توانیم استفاده کنیم برای توصیف رسمی یک آنتولوژی یا ساختار متادیتا، به عنوان مجموعه ای از کلاس ها و ویژگی های آنها، تا مفاهیم بین کلاس ها و ویژگی ها را تعیین کنیم و همچنین ارتباطات بین کلاس ها را مشخص کنیم. همچنین ارتباطات بین ویژگی ها و بین کلاسها و همچنین امکان اعمال قید بر روی ویژگی ها را به ما می دهد. RDF و RDFS با همدیگر یک مدل معنایی قابل فهم توسط ماشین ایجاد می کند که امکان هماهنگی، ایجاد ارتباط بین ساختارهای ناهمگن در حوزه‌های مختلف را به وجود می آورد.

RDFS

برای اینکه به طور واضح تر ساختار و عملیات آنتولوژی ها را درک کنید بهتر است که نگاه دقیق تری به ساختار RDFS داشته باشیم .درحالی که یک ساختار XML قیدهای معین بر روی ساختار یک سند XML تعیین می کند، می توان گفت یک ساختار RDFS در واقع اطلاعات ضروری را برای یک سیستم کامپیوتری فراهم می‌کند تا بتوانند عبارات بیان شده به زبان کلاس ها، ویژگی ها و مقادیر تعبیه شده در ساختار را درک کند. یکی از مکانیسم های مهم در RDFS ایجاد یک ساختار استنتاج معنایی می باشد که در واقع منجر به یک وب متشکل از دانش می گردد که در مقایسه با ساختار های قدیمی می تواند نسبت موجودیت ها در مقایسه با یکدیگر و ارتباطات بین آنها را درک کند.

ساخت ارتباطات از طریق ساختارهای تو در تو قابلیت مهمی است، به این صورت که یک زیر کلاس یا زیر ویژگی، تعاریف ویژگی ها و قیدهای والد خود را به ارث می برد .باید گفت یک آنتولوژی RDFS از یک ساختار با قابلیت صرفاً دسته بندی متفاوت است.هر عنصر در آن نوعی کلاس یا ویژگی است. علاوه بر این ارتباطات بین ویژگی ها یا کلاس ها چندسلسله مراتبی (polyhierarchical) است.بنابراین برای مثال می توان گفت یک کلاس می تواند زیر کلاس یک دو سه یا تعداد بیشتری از سوپر کلاس باشد.یک سیستم دسته بندی یا کلاس بندی سنتی از حداقل ویژگی ها استفاده می کند و یک ساختار سلسله مراتبی ایجاد می کند. در مقابل آنتولوژی RDFS به نحوی موجودیت ها و عناصر را ایجاد می‌کند که آنها توسط مفاهیم و ویژگیها شناخته شوند و برخلاف یک دسته بندی سنتی انتولوژی ها می‌توانند از مجموعه‌ای از قواعد استنتاج استفاده کنند که به سیستم کامپیوتری امکان استنتاج در رابطه با دانش ارائه شده را می دهد تا بتواند ارتباطات بین موجودیت ها را کشف کرده و به دانش جدیدی دسترسی پیدا کند.

در یک آنتولوژی RDFS ارتباطات بین کلاس ها و ویژگی ها با تعیین کردن دامنه یک ویژگی تعیین می شود که این کار با مقید کردن کلاس یا مجموعه‌ای از کلاس ها که ویژگی با آنها اعمال می شود صورت می گیرد .همچنین می‌توان مجموعه یا کلاس هایی را به عنوان RANGE انتخاب کرد که مقادیر ویژگی ها باید از درون آنها انتخاب شود .بنابراین RANGE معین می‌کند که مقادیر ویژگی نمونه‌ای است از یک کلاس یا موجودیت مشخص باشد
آنتولوژی را نمیتوان صرفاً یک دسته بندی و یک دیکشنری از لغات دانست در واقع آنتولوژی روش های دسته بندی سنتی را توسعه داده است و از قابلیت های ساختارهای سلسله مراتبی و ساختار واژگان کنترل شده تشکیل شده است. ساختار معنایی، زیربنایی را برای شماتیک های متادیتا فراهم می کند و امکان برقراری ارتباط بین سیستم های مختلف را ایجاد می کند که این کار با استفاده از تعریف یک مدل مفهومی استاندارد برای یک مجموعه از کاربران ایجاد می شود. بنابراین می توان گفت آنتولوژی ها یک ساختار زیربنایی مفهومی ایجاد می کنند که بدون آن دستیابی به هدف وب معنایی غیر ممکن خواهد بود

مسیر های پیش رو در آینده

هنوز کارهای زیادی باید صورت بگیرد تا قابلیت و اثرگذاری انتولوژی های کنونی توسعه پیدا کند. در حالی که تلاش هایی برای بهینه کردن مدل های RDF/RDFS در حال انجام است از سوی دیگر ساختارهای نظیر DAML+OIL و OWL در حال توسعه هستند تا بر روی چهارچوب و بنایی که توسط RDF و RDFS پایه گذاری شده است خود را توسعه دهند.

در صورتی که مایل باشید می توانید پیاده سازی پروژه طراحی آنتولوژی خود را به ما بسپارید. برای اطلاعات بیشتر کلیک کنید
Open chat