オントロジー構成要素 - 百科事典

現代のオントロジーは、表現されたオントロジー言語に関わらず、多くの構造的な類似点を共有しています。ほとんどのオントロジーは、個体（インスタンス）、クラス（概念）、属性、関係を描写しています。

リスト
オントロジーの一般的な構成要素には以下が含まれます：

個体
インスタンスやオブジェクト（基本的な「基盤レベル」のオブジェクト；トークン）。
クラス
集合、コレクション、概念、オブジェクトの種類、または事物の種類。
属性
個体（およびクラスおよび関係）が持つことができる側面、性質、特徴、特性、またはパラメータ。
関係
クラスや個体がお互いに関連する方法。
機能用語
個体用語の代わりに使用できる特定の関係から形成された複雑な構造。
制約
ある主張が入力として受け入れられるためにはどのようにしなければならないかを形式化して記述されたもの。
ルール
特定の形式の主張から導き出せる論理的推論を記述する形式の「もし～なら」（前件-後件）の文。
公準
オントロジーがその適用範囲で描写する全体の理論を構成する論理形式の主張（ルールを含む）。この定義は生成文法や形式論における「公準」の定義と異なります。これらの分野では、公準は先天的な知識として主張された文のみを含みます。ここでは「公準」として、公準文から導かれる理論も含みます。
イベント
属性や関係の変化。
行動
イベントの種類。
オントロジーは通常、オントロジー言語を使用してエンコードされます。

個体
個体（インスタンス）はオントロジーの基本的な「基盤レベル」の構成要素です。オントロジーの個体には、人間、動物、テーブル、自動車、分子、惑星などの具体的なオブジェクトだけでなく、数や言葉などの抽象的な個体も含まれます（ただし、数や言葉がクラスか個体かについての意見の違いがあります）。厳密には、オントロジーには個体を含む必要はありませんが、オントロジーの一般的な目的の1つは、個体を分類する手段を提供することです。これらの個体が明示的にオントロジーの一部でない場合でもです。

形式拡張オントロジーでは、言葉や数の発話のみが個体と考えられます - 数や名前自体はクラスです。4次元オントロジーでは、個体はその空間時間範囲によって特定されます。形式拡張オントロジーの例には、BORO、ISO 15926、IDEASグループが開発中のモデルがあります。

クラス

属性

オントロジーのオブジェクトは、他のもの（典型的には側面や部分）に関連して描写できます。これらの関連するものは、独立したものとしても呼ばれることがありますが、よく属性と呼ばれます。各属性はクラスまたは個体です。オブジェクトの種類と属性の種類が、それらの間の関係の種類を決定します。オブジェクトと属性の関係は、関連するオブジェクトに固有の事実を表現します。例えば、Ford Explorerオブジェクトには以下のような属性があります：

⟨has as name⟩ Ford Explorer
⟨as by definition as part⟩ 6-speed transmission
⟨as by definition as part⟩ door (with as minimum and maximum cardinality: 4)
⟨as by definition as part one of⟩ {4.0L engine, 4.6L engine}
属性の値は複雑なデータ型で可能です；この例では、関連するエンジンはエンジンのサブタイプの一覧のうちの1つであることができますが、単一のものではありません。

オントロジーが概念が他の概念（概念には属性があります）に関連している場合のみ、オントロジーが真のオントロジーと考えられます。そうでない場合は、概念間に派生関係がある場合にはタクソノミー、または制御された語彙があります。これらは有用ですが、真のオントロジーとは見なされません。

関係

オントロジーのオブジェクト間の関係（関係と呼ばれることもあります）は、オブジェクトが他のオブジェクトに関連する方法を指定します。通常、関係は特定のタイプ（またはクラス）で、オブジェクトが他のオブジェクトに関連する意味を指定します。例えば、Ford Explorer概念とFord Bronco概念が「is defined as a successor of」の関係で関連しているオントロジーがあります。その事実の完全な表現は以下のようになります：

Ford Explorer is defined as a successor of : Ford Bronco
これは、ExplorerがBroncoを置き換えたモデルであることを示しています。この例もまた、関係が表現の方向を持つことを示しています。逆の表現も同じ事実を示しますが、自然言語での逆のフレーズを使用します。

オントロジーの多くの力は、関係を描写する能力から来ています。関係のセット全体は、ドメインのセマanticsを描写します：つまり、その様々なセマティック関係、例えば同義、派生関係、上位関係、協調関係などです。使用される関係タイプのセット（関係のクラス）およびその吸収階層は、オントロジーが表現する言語の表現力を説明します。

重要な関係の1つは、吸収関係（is-a-superclass-of、is-aの逆、is-a-subtype-ofまたはis-a-subclass-of）です。これは、どのクラスがどのオブジェクトを分類するかを定義します。例えば、Ford Explorerクラスは4-Wheel Drive Carのサブクラスであり、さらにCarのサブクラスです。

is-a-subclass-of関係の追加により、タクソノミーが作成されます；木構造（もしくは、より一般的には部分順序集合）が、オブジェクトがどのように関係しているかを明確に示します。この構造では、各オブジェクトは「親クラス」の「子」です（一部の言語では、is-a-subclass-of関係をすべてのノードに対して1つの親に制限しますが、多くの言語では制限しません）。

もう一つの一般的な関係の種類は、純然たるメロジー関係（part-of）です。これは、オブジェクトがどのように組み合わさって複合オブジェクトを形成するかを表現します。例えば、もし私たちの例のオントロジーにステアリングホイールなどの概念を追加した場合、「ステアリングホイールはFord Explorerの定義上の部分」と言えます。ステアリングホイールは常にFord Explorerの一部です。私たちのオントロジーにメロジー関係を導入すると、メンバーが1つの親または枝の下にのみ存在するシンプルな木構造ではもはや保持できなくなります。その代わりに、この新しい構造は有向非環状グラフとして知られています。

標準的なis-a-subclass-ofおよびis-by-definition-a-part-of-a関係に加えて、オントロジーはモデル化するセマティックスをさらに精査するために、追加の関係タイプを含むことがよくあります。オントロジーは異なる関係タイプのカテゴリを区別することができます。例えば：

クラス間の関係の関係タイプ
個体間の関係の関係タイプ
個体とクラス間の関係の関係タイプ
単一のオブジェクトとコレクション間の関係の関係タイプ
コレクション間の関係の関係タイプ
関係タイプは時々ドメイン固有であり、特定の種類の事実を保存したり、特定の種類の質問に答えるために使用されます。関係タイプの定義がオントロジーに含まれている場合、オントロジーは自前のオントロジー定義言語を定義します。自前の関係タイプを定義し、異なる関係タイプのカテゴリを区別するオントロジーの例はGellishオントロジーです。

例えば、自動車の分野では、各車がどこで作られたかを示すmade-inタイプの関係が必要になるかもしれません。したがって、Ford ExplorerはLouisvilleで作られたとオントロジーが知ることができます。LouisvilleはKentuckyに位置し、Kentuckyは州であり、U.S.の一部です。このオントロジーを使用するソフトウェアは「米国で作られた車はどれ？」という質問に答えることができます。

脚注