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1 Web インテリジェンス論 OWL 演習

2 演習の概要 カクテルオントロジーの作成 クラス階層 プロパティ階層 クラス公理 推論機構の利用 第 2 回レポート

3 カクテルオントロジーの作成 カクテル (cocktail) スクリュードライバー (screwdriver) 主材料 (primary ingredient) ウォッカ (vodka) 副材料 (secondary ingredient) オレンジジュース (orange juice) バラライカ (balalaika) ウォッカ (vodka) ホワイトキュラソー (white curacao) レモンジュース (lemon juice) ギムレット (gimlet) ジン (gin) ライムジュース (lime juice) ジンアンドイット (gin and it) ジン (gin) スイートベルモット (suite vermouth) フロリダ (florida) オレンジジュース レモンジュース (orange juice) (lemon juice) オントロジ技術入門第 4 章 OWLウェブオントロジ言語の記述例より

4 材料 (ingredient) カクテルオントロジーにおける クラス階層の作成 スピリッツ (spirits) 蒸留酒. 醸造酒を蒸留して作られた酒 ( 出典 : Wikipedia) ウォッカ, ジン リキュール (liqueur) 蒸留酒に果実やハーブなどの副材料を加えて調製した酒 ( 出典 : Wikipedia) ホワイトキュラソー, スイートベルモットジュース (juice) 果汁飲料. レモンジュース, ライムジュース, グレープフルーツジュース, オレンジジュース カクテル (cocktail) 主にベースとなる酒に, 他の酒またはジュースなどを混ぜて作るアルコール飲料 ( 出典 : Wikipedia) スクリュードライバー, バラライカ, ギムレット, ジンアンドイット, フロリダ

5 カクテルオントロジーにおける クラス階層の作成 下位クラスの作成 兄弟クラスの作成 クラスの削除

6 カクテルオントロジーにおけるプロパティ階層の作成 オブジェクトプロパティ 定義域の追加 値域の追加 サブプロパティの作成 兄弟プロパティの作成 プロパティの削除

7 カクテルオントロジーにおける 材料プロパティ プロパティ階層の作成 定義域 : カクテル 値域 : ジュース, スピリッツ, リキュール

8 材料プロパティの値域の定義 ジュース or スピリッツ or リキュール 日本語は文字化けするが 定義は可能 Class hierarchy から追加すると Intersection となるので注意

9 カクテルオントロジーにおけるクラス公理の作成 スクリュードライバーは, 主材料がウォッカ, 副材料がオレンジジュースからできるカクテル OWL のプロパティ制約により表現 n n スクリュードライバークラスは, 主材料プロパティを持ち, その値の少なくとも一つはウォッカクラスのインスタンスであるスクリュードライバークラスは, 副材料プロパティを持ち, その値の少なくとも一つはオレンジジュースクラスのインスタンスである

10 カクテルオントロジーにおけるクラス公理の作成 スクリュードライバー owl:thing 主材料 : ウォッカ カクテル 副材料 : オレンジジュース

11 カクテルオントロジーにおけるクラス公理の作成

12 カクテルオントロジーにおけるクラス公理の作成 スクリュードライバークラスは, 主材料プロパティを持ち, その値の少なくとも一つはウォッカクラスのインスタンスである

13 カクテルオントロジーにおけるクラス公理の作成 RDF/XML 構文 スクリュードライバークラスの定義 <owl:class rdf:id=" スクリュードライバー "> <rdfs:subclassof rdf:resource="# カクテル "/> <rdfs:subclassof> <owl:restriction> <owl:onproperty> <owl:objectproperty rdf:about="# 主材料 "/> </owl:onproperty> <owl:somevaluesfrom rdf:resource="# ウォッカ "/> </owl:restriction> </rdfs:subclassof> <rdfs:subclassof> <owl:restriction> <owl:somevaluesfrom rdf:resource="# オレンジジュース "/> <owl:onproperty> <owl:objectproperty rdf:about="# 副材料 "/> </owl:onproperty> </owl:restriction> </rdfs:subclassof> </owl:class> Protégé

14 カクテルオントロジーにおけるクラス公理の作成 カクテル 主材料 副材料 スクリュードライバー ウォッカ オレンジジュース バラライカ ウォッカ ホワイトキュラソーレモンジュース ギムレット ジン ライムジュース ジンアンドイット ジン スイートベルモット フロリダ オレンジジュースレモンジュース 同様に, 上記の表を参考にして, プロパティ制約を作成

15 推論機構の利用 Protégé と推論エンジンを連携させることにより, クラスの自動分類を行うことができる Reasoner -> HermiT 推論機構を利用して, 以下のカクテルを自動的に判別させる ウォッカベースカクテル アルコール入りカクテル ノンアルコールカクテル

16 ウォッカベースカクテルの定義 主材料がウォッカであるカクテル カクテルクラスの下位クラス 主材料プロパティを持ち, その値の少なくとも一つはウォッカクラスのインスタンスであるという制約を持つ 上記を必要十分条件とする

17 ウォッカベースカクテルの分類 必要条件の場合, 主材料がウォッカであっても, ウォッカベースカクテルであるとは限らないという意味になるため 分類されない

18 ウォッカベースカクテルの分類

19 ウォッカベースカクテルの分類 <owl:class rdf:id=" ウォッカベースカクテル "> <rdfs:subclassof> <owl:restriction> <owl:onproperty> <owl:objectproperty rdf:id=" 主材料 "/> </owl:onproperty> <owl:somevaluesfrom rdf:resource="# ウォッカ "/> </owl:restriction> </rdfs:subclassof> <rdfs:subclassof> <owl:class rdf:id=" カクテル "/> </rdfs:subclassof> </owl:class> <owl:class rdf:id=" ウォッカベースカクテル "> <owl:equivalentclass> <owl:class> <owl:intersectionof rdf:parsetype="collection"> <owl:class rdf:id=" カクテル "/> <owl:restriction> <owl:somevaluesfrom rdf:resource="# ウォッカ "/> <owl:onproperty> <owl:objectproperty rdf:id=" 主材料 "/> </owl:onproperty> </owl:restriction> </owl:intersectionof> </owl:class> </owl:equivalentclass> </owl:class> 部分公理 ( 必要条件 ) 完全公理 ( 必要十分条件 )

20 ウォッカベースカクテルの分類 推論されたクラス階層 Reasoner -> HermiT Reasoner -> Start reasoner メニューを実行

21 アルコール入りカクテルの定義 材料にアルコールが含まれているか, そうでないかを区別 スピリッツとリキュールはアルコールが含まれており, ジュースにはアルコールは含まれていない アルコール飲料というクラスを作成し, その下位クラスをスピリッツとリキュールとする

22 アルコール入りカクテルの分類

23 アルコール入りカクテルの定義 主材料, 副材料の別を問わず, 材料にアルコール飲料を含むカクテル カクテルクラスの下位クラス 材料プロパティを持ち, その値の少なくとも一つはアルコール飲料クラスのインスタンスであるという制約を持つ 上記を必要十分条件とする

24 アルコール入りカクテルの分類

25 アルコール入りカクテルの分類 Reasoner -> Synchronize reasoner メニューを実行

26 ノンアルコールカクテルの分類 カクテルのうちアルコール入りカクテル以外のもの フロリダはノンアルコールカクテル 主材料 : オレンジジュース 副材料 : レモンジュース 補集合 (owl:complementof) を用いて定義可能 owl:thing ノンアルコールカクテル アルコール入りカクテル カクテル

27 ノンアルコールカクテルの分類

28 ノンアルコールカクテルの分類 Reasoner -> Synchronize reasoner メニューを実行 フロリダがノンアルコールカクテルとして分類されない

29 ノンアルコールカクテルの分類 フロリダクラスのプロパティ制約 開世界仮説では, これだけの条件からは, フロリダに他の材料 ( アルコール飲料 ) が含まれる可能性が排除できない

30 ノンアルコールカクテルの分類 フロリダクラスの材料プロパティ ( およびその下位プロパティ ) の値は, すべてオレンジジュースクラスまたはレモンジュースクラスのインスタンスである

31 ノンアルコールカクテルの分類 <rdfs:subclassof> <owl:restriction> RDF/XML 構文 <owl:allvaluesfrom> <owl:class> <owl:unionof rdf:parsetype="collection"> <owl:class rdf:about="# オレンジジュース "/> <owl:class rdf:about="# レモンジュース "/> </owl:unionof> </owl:class> </owl:allvaluesfrom> <owl:onproperty> <owl:objectproperty rdf:id=" 材料 "/> </owl:onproperty> </owl:restriction> </rdfs:subclassof>

32 ノンアルコールカクテルの分類 ジュースがアルコール飲料ではないということが定義できていない ジュースクラスとアルコール飲料クラスの関係は互いに素であることを定義 owl:disjointwith owl:thing ジュース アルコール飲料

33 ノンアルコールカクテルの分類 ジュースクラスと互いに素であるクラスを追加

34 ノンアルコールカクテルの分類 Reasoner -> Synchronize reasoner メニューを実行

35 Protégé: オントロジーの保存

36 第 2 回レポート 課題 1: カクテルオントロジーを作成せよ.( 講義中に作成 ) 課題 2: 興味のある分野について OWL オントロジーを Protégé を用いて作成せよ. 記述したクラス公理 ( 個体列挙, クラスの論理的な組み合わせ, プロパティ制約 ) とプロパティ公理 ( 様々なプロパティのタイプ ) の意味をレポート中で説明すること クラスの自動分類やプロパティのタイプによる推論など, 構築したオントロジーとインスタンスにより, どのような推論が可能かを説明せよ 課題 1と課題 2で作成したオントロジーのOWLファイルと課題 2については, 構築したオントロジーの定義の意味の説明とProtégé 上でReasonerを実行した結果のスクリーンショットをWord 等の文書ファイルに貼り付けて, 授業支援システムから提出せよ. レポート提出締切 : 7 月 5 日 ( 火 ) 23:59

37 参考文献 オントロジ技術入門 AIDOS 編著東京電機大学出版局 ISBN

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