Ontology- - 本体论(Ontology:o大写)原是哲学的分支,研究客观事物存在的本质。
它与认识论(Epistemology)相对,认识论研究人类知识的本质和来源。也就是说,本体论研究客观存在,认识论研究主观认知。而本体(ontology:o小写)的含义是形成现象的根本实体(常与“现象”相对)。
在人工智能领域,知识建模必须在知识库和两个子系统之间建立联系:agent行为(问题求解技能)和环境(问题存在的领域)[1]。而长期以来,AI的研究者较为注重前一个子系统,而领域知识的表达依赖于特定的任务。这样做的好处是只需要考虑相关的领域知识。但是,大规模的模型共享、系统集成、知识获取和重用依赖于领域的知识结构分析。
因此,进入九十年代以来,与任务独立(task-independent)的知识库(本体)的价值被发现,并受到广泛关注。本文作者在研究产品设计知识重用的过程中,阅读了大量有关本体的文献资料。作者认为,本体工程在信息共享、系统集成、基于知识的软件开发等方面具有重要的作用和广阔的应用前景,而在国内,这方面的研究刚刚起步。
本文将扼要介绍这一新兴学科分支的概念、方法及研究和应用现状。
1 本体的基本概念 1.1 本体的定义近十年来,本体的研究日趋成熟。在各种文献中,尽管与本体相关的概念和术语的用法并不完全一致,但是事实的使用约定已经出现。在参考文献[2]、[3]中,作者根据已有文献中相关概念和术语的使用情况,提出了推荐的使用约定。我们首先列出本体的几种比较有代表性的定义,然后对相关的概念做简要的描述。
本体(ontology)的几个代表性定义:
(1) 本体是对于“概念化”的某一部分的明确的总结或表达[2]。
(2) 本体在不同的场合分别指“概念化”或“本体理论”[3]。
(3) 本体是对于“概念化”的明确表达[4]。
(4) 本体是用于描述或表达某一领域知识的一组概念或术语。它可以用来组织知识库较高层次的知识抽象,也可以用来描述特定领域的知识[5]。
(5) 本体属于人工智能领域中的内容理论(content theories),它研究特定领域知识的对象分类、对象属性和对象间的关系,它为领域知识的描述提供术语[6]。
从以上定义我们可以知道,本体通过对于概念、术语及其相互关系的规范化描述,勾画出某一领域的基本知识体系和描述语言。其中定义1、2和3以“概念化”的定义为基础,概念化(以及定义2中的“本体理论”)的定义见下文。 与本体相关的概念和术语: 本体论(Ontology,o大写):特指哲学的分支学科[3]。
本体(ontology,o小写):在不同的场合分别指“概念化”或“本体理论”[3]。(即以上本体定义2)。 概念化(conceptualization):指某一概念系统所蕴涵的语义结构,它是对某一事实结构的一组非正式的约束规则[3]。它可以理解和/或表达为一组概念(如实体、属性、过程)及其定义和相互关系[7]。概念化的定义是以上本体定义1、2和3的基础。 本体理论(ontological theory):表达本体知识的逻辑理论,它是一种特殊的知识库,是本体知识所赖以存在的介质,强调的是具体的产品(designed artifact)。而“概念化”强调的是语义结构本身,是从具体的产品中抽象出来的对应的语义成分(semantical counterpart)[3]。 本体约定(ontological commitment):对使用某一本体所定义词汇并与其含义保持一致的承诺[2]。 本体工程(ontological engineering):知识工程的分支,它研究如何用本体论的原则来构造本体理论[3]。 1.2 本体的作用总的来说,构造本体的目的都是为了实现某种程度的知识共享和重用。参考文献[6]