Componentes de ontología - Enciclopedia

Las ontologías contemporáneas comparten muchas similitudes estructurales, independientemente del lenguaje de ontología en el que se expresen. La mayoría de las ontologías describen individuos (instancias), clases (concepts), atributos y relaciones.

Lista
Los componentes comunes de las ontologías incluyen:

Individuos
instancias o objetos (los objetos básicos o "de nivel inferior"; los tokens).
Clases
conjuntos, colecciones, conceptos, tipos de objetos o clases de cosas.
Atributos
aspectos, propiedades, características, características o parámetros que pueden tener los individuos (y las clases y relaciones).
Relaciones
maneras en que las clases y los individuos pueden estar relacionados entre sí. Las relaciones pueden llevar atributos que especifican la relación adicionalmente.
Términos funcionales
estructuras complejas formadas por ciertas relaciones que pueden utilizarse en lugar de un término individual en una declaración.
Restricciones
descripciones formalizadas de lo que debe ser cierto para que alguna afirmación sea aceptada como entrada.
Reglas
declaraciones en forma de una oración si-entonces (antecedente-consecuente) que describen las inferencias lógicas que se pueden extraer de una afirmación en una forma particular.
Axiomas
afirmaciones (incluidas las reglas) en una forma lógica que juntos componen la teoría general que la ontología describe en su dominio de aplicación. Esta definición difiere de la de "axiomas" en la gramática generativa y la lógica formal. En estas disciplinas, los axiomas incluyen solo declaraciones afirmadas como conocimiento a priori. Aquí, "axiomas" también incluyen la teoría derivada de las declaraciones axiomaticas.
Eventos
el cambio de atributos o relaciones.
Acciones
tipos de eventos.
Las ontologías se codifican comúnmente utilizando lenguajes de ontología.

Individuos
Los individuos (instancias) son los componentes básicos, "de nivel inferior", de una ontología. Los individuos en una ontología pueden incluir objetos concretos como personas, animales, mesas, automóviles, moléculas y planetas, así como individuos abstractos como números y palabras (aunque hay diferencias de opinión sobre si los números y las palabras son clases o individuos). Estrictamente hablando, una ontología no necesita incluir individuos, pero uno de los propósitos generales de una ontología es proporcionar un medio para clasificar individuos, incluso si esos individuos no son explícitamente parte de la ontología.
En las ontologías extensionales formales, solo las declaraciones de palabras y números se consideran individuos – los números y los nombres en sí mismos son clases. En una ontología 4D, un individuo se identifica por su extensión espacial-temporal. Ejemplos de ontologías extensionales formales son BORO, ISO 15926 y el modelo en desarrollo por el Grupo IDEAS.

Clases

Atributos
Los objetos en una ontología pueden describirse relacionándolos con otras cosas, típicamente aspectos o partes. Estas cosas relacionadas a menudo se llaman atributos, aunque pueden ser cosas independientes. Cada atributo puede ser una clase o un individuo. El tipo de objeto y el tipo de atributo determinan el tipo de relación entre ellos. Una relación entre un objeto y un atributo expresa un hecho específico del objeto al que está relacionado. Por ejemplo, el objeto Ford Explorer tiene atributos como:

⟨has as name⟩ Ford Explorer
⟨as by definition as part⟩ 6-speed transmission
⟨as by definition as part⟩ door (con como mínimo y máximo de cardinalidad: 4)
⟨as by definition as part one of⟩ {4.0L engine, 4.6L engine}
El valor de un atributo puede ser un tipo de datos complejo; en este ejemplo, el motor relacionado puede ser uno de una lista de subtipos de motores, no solo una cosa única.
Las ontologías solo son verdaderas ontologías si los conceptos están relacionados con otros conceptos (los conceptos tienen atributos). Si no es el caso, entonces tendríamos una taxonomía (si existen relaciones de hiponimia entre conceptos) o un vocabulario controlado. Estos son útiles, pero no se consideran verdaderas ontologías.

Relaciones
Las relaciones (también conocidas como relaciones) entre objetos en una ontología especifican cómo los objetos están relacionados entre sí. típicamente una relación es de un tipo particular (o clase) que especifica en qué sentido el objeto está relacionado con el otro objeto en la ontología. Por ejemplo, en la ontología que contiene el concepto Ford Explorer y el concepto Ford Bronco podrían estar relacionados por una relación de tipo ⟨is defined as a successor of⟩. La expresión completa de ese hecho sería:

Ford Explorer is defined as a successor of : Ford Bronco
Esto nos dice que el Explorer es el modelo que reemplazó al Bronco. Este ejemplo también ilustra que la relación tiene una dirección de expresión. La expresión inversa expresa el mismo hecho, pero con una frase inversa en lenguaje natural.
Gran parte del poder de las ontologías proviene de la capacidad de describir relaciones. Juntas, el conjunto de relaciones describe la semántica del dominio: es decir, sus diversas relaciones semánticas, como sinonimia, hiponimia y hiponimia, relación coordinada y otras. El conjunto de tipos de relaciones utilizados (clases de relaciones) y su jerarquía de subsumpción describen la capacidad de expresión del lenguaje en el que se expresa la ontología.

Un tipo importante de relación es la relación de subsumpción (is-a-superclass-of, el contrario de is-a, is-a-subtype-of o is-a-subclass-of). Esto define qué objetos son clasificados por qué clase. Por ejemplo, hemos visto que la clase Ford Explorer es-un-subclase-de 4-Wheel Drive Car, que a su vez es-un-subclase-de Car.
La adición de relaciones is-a-subclass-of crea una taxonomía; una estructura en forma de árbol (o, más generalmente, un conjunto parcialmente ordenado) que claramente muestra cómo se relacionan los objetos. En tal estructura, cada objeto es el 'hijo' de una 'clase padre' (Algunos lenguajes restringen la relación is-a-subclass-of a un padre para todos los nodos, pero muchos no lo hacen).
Otro tipo común de relaciones es la relación de mereología, escrita como part-of, que representa cómo los objetos se combinan para formar objetos compuestos. Por ejemplo, si extendiéramos nuestra ontología de ejemplo para incluir conceptos como Steering Wheel, diríamos que "La Rueda de Dirección es-definida-como-un-part-of-un Ford Explorer" ya que una rueda de dirección siempre es uno de los componentes de un Ford Explorer. Si introducimos relaciones de meronomía a nuestra ontología, la jerarquía que emerge ya no puede mantenerse en una estructura en forma de árbol simple ya que ahora los miembros pueden aparecer bajo más de un padre o rama. En su lugar, esta nueva estructura que emerge se conoce como un grafo direccional acíclico.

Además de las relaciones estándar is-a-subclass-of y is-by-definition-a-part-of-a, las ontologías a menudo incluyen otros tipos de relaciones que refinan adicionalmente la semántica que modelan. Las ontologías pueden distinguir entre diferentes categorías de tipos de relaciones. Por ejemplo:
tipos de relaciones para relaciones entre clases
tipos de relaciones para relaciones entre individuos
tipos de relaciones para relaciones entre un individuo y una clase
tipos de relaciones para relaciones entre un solo objeto y una colección
tipos de relaciones para relaciones entre colecciones
Los tipos de relaciones a veces son específicos del dominio y se utilizan para almacenar tipos específicos de hechos o para responder a tipos específicos de preguntas. Si las definiciones de los tipos de relaciones se incluyen en una ontología, entonces la ontología define su propio lenguaje de definición de ontología. Un ejemplo de una ontología que define sus propios tipos de relaciones y distingue entre diferentes categorías de tipos de relaciones es la ontología Gellish.
Por ejemplo, en el dominio de los automóviles, podríamos necesitar una relación de tipo made-in que nos diga dónde se construye cada coche. Así, el Ford Explorer está hecho-en Louisville. La ontología también puede saber que Louisville está-localizado-en Kentucky y Kentucky es-clasificado-como-un estado y es-un-part-of los EE. UU. El software que utiliza esta ontología podría ahora responder a una pregunta como "¿qué coches se fabrican en los EE. UU.?".

Notas