Ontologie Introduction

« Ontologies »
Introduction
Formalisation
Web sémantique
« ontologies »
But
Donner sens aux
informations sur
le web
Permettre à des robots de se débrouiller
et de « comprendre » suffisamment
pour nous aider à retrouver
l’information
A
C
A
S
A
Supposons que l’on ait cette page…
WWW2002
The eleventh international world wide web conference
Sheraton waikiki hotel
Honolulu, hawaii, USA
7-11 may 2002
1 location 5 days learn interact
Registered participants coming from
australia, canada, chile denmark, france, germany, ghana, hong kong, india,
ireland, italy, japan, malta, new zealand, the netherlands, norway, singapore,
switzerland, the united kingdom, the united states, vietnam, zaire
Register now
On the 7th May Honolulu will provide the backdrop of the eleventh international
world wide web conference. This prestigious event …
Speakers confirmed
Tim berners-lee
Tim is the well known inventor of the Web, …
Ian Foster
Ian is the pioneer of the Grid, the next generation internet …
Présentation équipe ACASA
Jean-Gabriel Ganascia
A
C
A
S
A
Quelle information voit la machine…
WWW2002
The eleventh international world wide web
conference
Sheraton waikiki hotel
Honolulu, hawaii, USA
7-11 may 2002
1 location 5 days learn interact
Registered participants coming from
australia, canada, chile denmark, france,
germany, ghana, hong kong, india,
ireland, italy, japan, malta, new
zealand, the netherlands, norway,
singapore, switzerland, the united
kingdom, the united states, vietnam, zaire
Register now
On the 7th May Honolulu will provide the
backdrop of the eleventh international
world wide web conference. This prestigious
event …
Speakers confirmed
Tim berners-lee
Tim is the well known inventor of the Web, …
Ian Foster
Ian is the pioneer of the Grid, the next
generation internet …
Présentation équipe ACASA
Jean-Gabriel Ganascia
Comment enrichir cette description ?
Mettre des balises <XML>…
A
<name>WWW2002
The eleventh international world wide webcon</name>
C
<location>Sheraton
A
<date>7-11 may 2002</date>
<slogan>1 location 5 days learn interact</slogan>
<participants>Registered participants coming from
S
Honolulu,
waikiki hotel
hawaii, USA</location>
australia, canada, chile denmark, france,
germany, ghana, hong kong, india, ireland,
italy, japan, malta, new zealand, the
netherlands, norway, singapore, switzerland, the
united kingdom, the united states, vietnam,
zaire</participants>
<introduction>Register
A
now
On the 7th May Honolulu will provide the backdrop
of the eleventh international world wide web
conference. This prestigious event …
Speakers confirmed</introduction>
<speaker>Tim berners-lee</speaker>
<bio>Tim
is the équipe
wellACASA
known inventor
of Ganascia
the Web,</bio>…
Présentation
Jean-Gabriel
La machine voit…
A
<name>WWW2002
C
A
S
A
The eleventh international world wide webc</name>
<location>Sheraton waikiki hotel
Honolulu, hawaii, USA</location>
<date>7-11 may 2002</date>
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<participants>Registered participants coming from
australia, canada, chile denmark, france,
germany, ghana, hong kong, india, ireland,
italy, japan, malta, new zealand, the
netherlands, norway, singapore, switzerland, the
united kingdom, the united states, vietnam,
zaire</participants>
<introduction>Register now
On the 7th May Honolulu will provide the backdrop
of the eleventh international world wide web
conference. This prestigious event …
Speakers confirmed</introduction>
<speaker>Tim berners-lee</speaker>
<bio>Tim is the well known inventor of the W</bio>
<speaker>Ian Foster</speaker>
<bio>Ian is the pioneer of the Grid, the ne</bio>
Présentation équipe ACASA
Jean-Gabriel Ganascia
A
… mais que se passe t-il avec
<conf>WWW2002
The eleventh international world wide webcon</conf>
C
A
S
<place>Sheraton
Honolulu,
waikiki hotel
hawaii, USA</place>
<date>7-11 may 2002</date>
<slogan>1 location 5 days
learn interact</slogan>
<participants>Registered
participants coming from
australia, canada, chile denmark, france,
germany, ghana, hong kong, india, ireland,
italy, japan, malta, new zealand, the
netherlands, norway, singapore, switzerland, the
united kingdom, the united states, vietnam,
zaire</participants>
<introduction>Register
A
now
On the 7th May Honolulu will provide the backdrop
of the eleventh international world wide web
conference. This prestigious event …
Speakers confirmed</introduction>
<speaker>Tim berners-lee</speaker>
<bio>Tim
is the équipe
wellACASA
known inventor
of Ganascia
the Web,…
Présentation
Jean-Gabriel
Utilisation d’ontologies
•  Pour préciser la signification des termes
•  Pour indiquer les relations entre termes
•  Pour établir des liens avec d’autres ontologies
Concept
Est relié à
active
Forme
“livre“
Désigne
Référent
£
Ontologies
« Chaque ontologie est un traité » T. Gruber
But: annoter les pages web de façon lisible
par les hommes et les machines…
Deux parties:
•  Formelle: utilisables par des agents
intelligents
•  Informelle: transparentes aux hommes
L’ontologie Pizza
Catégories principales
–  Pizza
–  Pizza_base
–  Pizza_topping
Valeurs pour chaque catégorie
–  Pizza_base ← Thick_crust, Thin_crust,…
–  Pizza_topping ← Tomato_topping,
Mozarella_topping, Spicy_beef_toping,
Pepperoni_topping, …
–  Pizzas (primitive) ← Margherita,
Hot_and_spicy, Seafood, ..
–  Pizzas (define) Vegetarian*, Cheesey*
Propriétés
–  has_topping
–  has_base
Protégé: un environnement de
construction d’ontologies
L’ontologie Pizza
Catégories principales
–  Pizza
–  Pizza_base
–  Pizza_topping
Valeurs pour chaque catégorie
–  Pizza_base ← Thick_crust, Thin_crust,…
–  Pizza_topping ← Tomato_topping,
Mozarella_topping, Spicy_beef_toping,
Pepperoni_topping, …
–  Pizzas (primitive) ← Margherita,
Hot_and_spicy, Seafood, ..
–  Pizzas (define) Vegetarian*, Cheesey*
Propriétés
–  has_topping
–  has_base
Logique de description: formalisaton ontologie
Termes (noms de concepts)
Concepts: prédicats unaires
Rôles: relations binaires
Contraintes (propriétés)
TBox
Terminologie
Négation, intersection, union,
Quantification universelle, existentielle
Contraintes sur les cardinalités des ensembles (nbre côtes · 8)
…
Assertions (énumérations)
Constantes
ABox
Instances des concepts et des rôles sur ces constantes
Assertions
Web sémantique ~ « Ontologies »
Donner sens aux
informations
stockées sur le
web
Permettre à des agents intelligents
de trouver l’information à notre
demande
Brève histoire du web sémantique
1990 Invention du web
1994 Métadonnées
1999 Schémas RDF Tim Berners Lee
(Ressource Description Framework)
2004 Annotations sémantiques
(RDFS) et Ontologies (OWL)
Particularité du web sémantique
Annotation donnant
du sens aux contenus
Métadonnées sémantiques
Inférences automatiques
Pas d’analyse directe des
contenus
Autres pistes
Extraction du sens à partir des textes
Langage contrôlé
…
Le « cake » sémantique
Comment construire ces annotations?
Extraction automatique à partir de textes
Comment enrichir les ontologies?
Induction automatique d’axiomes
à partir de données
OWL: Ontologie Web Language
•  Transformation d’une ontologie
dans une formalisation XML
intersectionOf
C1 ⨅… ⨅ Cn
unionOf
C1 ⨆… ⨆ Cn
complementOf
¬C
allValuesOf
∀r.C
someValuesOf
∃r.C
minCardinality
(≥nr)
inverseOf
r-1
OWL: Ontologie Web Language
•  Human ⨅ Male
<owl:Class>
<owl:intersectionOf rdf:parseType=“collection”>
<owl:Class rdf:about=“#Human”/>
<owl:Class rdf:about=“#Male”/>
</owl:intersectionOf>
</owl:Class>
OWL: Ontologie Web Language
•  ≥ 2 HasChild.Thing
<owl:Restriction>
<owl:onProperty rdf:resource=“#hasChild”/>
<owl:minCardinality rdf:about=“#Human”/>
rdf:datatype=“&xsd:NonNegativeInteger”>2
</owl:minCardinality>
</owl:Restriction>
L’ontologie Pizza en OWL
<owl:Class rdf:about="#CaperTopping">
<rdfs:label xml:lang="pt »>CoberturaDeCaper</rdfs:label>
<rdfs:subClassOf>
<owl:Class rdf:about="#VegetableTopping"/>
</rdfs:subClassOf>
<rdfs:subClassOf>
<owl:Restriction>
<owl:onProperty rdf:resource="#hasSpiciness"/>
<owl:someValuesFrom rdf:resource="#Mild"/>
</owl:Restriction>
</rdfs:subClassOf>
</owl:Class>
• 
• 
• 
• 
• 
Un organisme est composé d’éléments anatomiques.
Les éléments anatomiques sont des organismes.
Les organismes possèdent les attributs suivants :
– 
Mode d’alimentation
– 
– 
Mode d’excitation
Poisons
– 
Activités
Trois classes d’éléments anatomiques :
– 
Charpente
– 
– 
Tissus glandulaires, muqueux, épithéliaux (vie nutritive)
Fibres musculaires ou nerveuses (vie active)
Les fibres elles-mêmes se décomposent
en trois catégories :
– 
– 
– 
• 
• 
Eléments nerveux sensitifs ou intellectuels :
perception, volonté
Eléments nerveux moteurs : transmission
de l’influx
Eléments musculaires : contraction, mouvement
La charpente comprend :
– 
Os
– 
…
Les os :
– 
Côtes
– 
Fémur
– 
– 
Carpe
…
Un exemple tiré de
Claude Bernard
1813-1878
•  Un organisme est composé d’éléments anatomiques.
•  Les éléments anatomiques sont des organismes.
•  Les organismes possèdent les attributs suivants :
∀x element_anatomique(x) ⊃ organisme(x)
∀x organisme(x) ⊃ (∃y alimentation(x,y) ∧
∃z excitation(x,z) ∧
∃u poison(x,u) ∧
•  Trois classes d’éléments anatomiques :
∃v acitvites(x, v))
–  Charpente
– 
– 
– 
– 
Mode d’alimentation
Mode d’excitation
Poisons
Activités
–  Tissus glandulaires, muqueux, épithéliaux (vie nutritive)
–  Fibres musculaires ou nerveuses (vie active)
∀x element_anatomique(x) ⊃ (charpente(x) ∨
•  Les fibres elles-mêmes se décomposent
en trois catégories :
tissus(x) ∨
–  Eléments nerveux sensitifs ou intellectuels :
perception, volonté
–  Eléments nerveux moteurs : transmission
de l’influx
–  Eléments musculaires : contraction, mouvement
•  La charpente comprend :
–  Os
–  …
•  Les os :
– 
– 
– 
– 
Côtes
Fémur
Carpe
…
fibres(x))
∀x ¬(charpente(x) ∧ tissus(x))
∀x ¬(fibres(x) ∧ tissus(x))
∀x ¬(charpente(x) ∧ fibre(x))
∀x fibres(x) ⊃ (elt_nerveux_sensitif(x) ∨
elt_nerveux_moteur(x) ∨
elt_nerveux_musculaire(x))
Traduction en
logique des prédicats
•  Les éléments anatomiques sont des organismes.
organe v organisme
element_anatomique = organe
•  Trois classes d’éléments anatomiques :
–  Charpente
–  Tissus glandulaires, muqueux, épithéliaux (vie nutritive)
–  Fibres musculaires ou nerveuses (vie active)
organe = charpentet tissus tfibres
charpente u tissus = ?
fibres u tissus = ?
charpente u fibres = ?
•  Les fibres elles-mêmes se décomposent
en trois catégories :
–  Eléments nerveux sensitifs ou intellectuels :
perception, volonté
–  Eléments nerveux moteurs : transmission
de l’influx
fibres
= elt_nerveux_sensitif t
–  Eléments musculaires : contraction, mouvement
elt_nerveux_moteur t
muscle
Traduction en
logique de
description (détail)
•  La charpente comprend :
–  Os
–  …
•  Les os :
– 
– 
– 
– 
Côtes
Fémur
Carpe
…
os vcharpente
Fémur v os
Côte v os
Carpe v os
•  Un organisme est composé
d’éléments anatomiques.
organe v∃PARTIE.organisme
•  Les organes possèdent les attributs
suivants :
– 
– 
– 
– 
Mode d’alimentation
Mode d’excitation
organe
Poisons
organe
Activités
v∃alimentation
v∃excitation
organe v∃poison
organe v∃activite
Logique de
description
(suite & fin)
• 
• 
• 
Un organisme est composé d’éléments anatomiques.
Les éléments anatomiques sont des organismes.
Les organismes possèdent les attributs suivants :
– 
– 
– 
– 
• 
organe v∃PARTIE.organisme
Mode d’alimentation
Mode d’excitation
Poisons
Activités
element_anatomique = organe
Trois classes d’éléments anatomiques :
–  Charpente
–  Tissus glandulaires, muqueux, épithéliaux (vie nutritive)
–  Fibres musculaires ou nerveuses (vie active)
• 
Les fibres elles-mêmes se décomposent
en trois catégories :
–  Eléments nerveux sensitifs ou intellectuels :
perception, volonté
–  Eléments nerveux moteurs : transmission
de l’influx
–  Eléments musculaires : contraction, mouvement
• 
La charpente comprend :
–  Os
–  …
• 
Les os :
– 
– 
– 
– 
Côtes
Fémur
Carpe
…
organe v organisme
organe v∃alimentation
organe v$excitation
organe v∃poison
organe v∃activite
organe = charpentet tissus tfibres
charpente u tissus = ?
fibres u tissus = ?
charpente u fibres = ?
os vcharpente
Fémur v os
Côte v os
fibres = elt_nerveux_sensitif t
elt_nerveux_moteur t
muscle
Traduction en
logique de
description