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あきみはらしない
5 years ago
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1 マテリアルズインテグレーションのための材料情報の記述 Toshihiro Ashino Toyo University ( 東洋大学 ) ashino@acm.orgorg 背景材料データ交換を巡る状況マテリアルズゲノムイニシアティブ SIP 新的構造材料マテリアルズインテグレーションセマンティックウェブフレームワーククデータ数式ルールまとめ固体熱物性クラブ 2016 年 2 月 5 日秋葉原コンベンションホール

2 材料データ交換を巡る状況 Fourth Paradigm - Data Intensive Scientific Discovery Materials Genome Initiative - 新材料開発材料評価の加速 Electronic Data Interchange 材料評価データの電子的交換 CEN WS/ELSSI-EMD( ), SERES( ) 機械試験データのフォーマット, FATEDA( ) 疲労試験データのフォーマット O D t Li k d O D t (LOD) W b 上での材料デタの利用 Open Data, Linked Open Data (LOD) Web 上での材料データの利用 G8, RDA, Data Publishing, Data Citation

3 CEN/WS ELSSI-EMD - Economics and Logistics of Standards-compliant Schemas and ontologies for Engineering Materials Data SERES Standards for Electronic Reporting in the Engineering Sector ISO6892 機械試験データフォーマット FATEDA FAtigue TEst DAta ISO 疲労試験データフォーマット Horizon 2020, INCEFA+ ( 軽水炉材料の疲労に関する評価 )

4 Open Data/Open Science G8 における Open Data/Open Science Research Data Alliance 学術出版会における Data Publishing Web 上でのデータ利用 Linked Data/Linked Open Data データを公開することに対するインセンティブとしての Data Citation データセットに対する ID の付与 (doi, JaLC)

5 Materials Genome Initiative デタシミレションの活用にデータシミュレーションの活用による材料開発の加速

6 2 つのアプローチ Materials Informatics データサイエンス的アプローチ大量の実験データを集めるのが困難なので電子バンド計算などをベースに組成から結晶構造物性を推定 NIMS イノベーションハブ ICME (Integrated Computational Materials Engineering) 熱力学計算有限要素法などのシミュレーションション手法を組み合わせて構造材料や鋳造のシミュレーションを行う SIP 新的構造材料 Materials Integration

7 新的構造材料の全体構想 JST 革新的構造材料パンフレットより

8 マテリアルズインテグレーション JST 革新的構造材料パンフレットより

9 データ知識記述への要求標準化されたデータフォーマット標準化されたメタデータ辞書永続的なID, URIによるアクセスの保証計算機で処理可能な意味表現

10 セマンティックウェブ技術 XML Schema Experimental Data RDF Description about Data OWL Relationships of Data (RIF) - Rules (planned) OpenMath Semantic Representation of Equations SPARQL, XSLT, HDF, etc.

Reference / Link into Ontology Structure SPARQL Frontend and API Mathematical Knowledge/

11 セマンティックウェブ技術の MI への適 Materials Ontology Description of Related Concepts Data, Parameters (RDF, XMLSchema) Materials Ontology (OWL) SPARQL endpoint Server (Apache Jena Fuseki) Reference / Link into Ontology Structure SPARQL Frontend and API Mathematical Knowledge/ Empirical Formula etc. (OpenMath) Link Database of Derived Parameters (RDF) Link External Databases, References

12 経験式構成程式ライブラリの構築構造材料のマクロな性質の評価には経験則実験式が不可欠プレゼンテーションマークアップ数式の画面表示のためのマークアップ MathML セマンティックマークアップク数式処理システムでの処理用 OpenMath OpenMath standard Provides semantic representation and basic content dictionaries for mathematical relationships, Compatible with MathML3 semantic markup Developed library which h convert OpenMath to MathML3 presentation markup.

13 The Entry of Norton s Equation written in OpenMath/RDF <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:dc=" <rdf:description rdf:about=" <dc:title>creep Norton</dc:title> <dc:description>creep: p norton</dc:description> <dc:subject>creep.norton</dc:subject> <dc:type>creep_equation</dc:type> Name and Description (RDF) <dc:relation> / <dc:relation xmlns=" <OMOBJ> <OMA cdbase=" <OMS cd="relation1" name="eq"/> <OMA> <OMS cd="calculus1" name="diff"/> <OMV name="epsilon"/> epsilon <OMV name="t"/> </OMA> <OMA> <OMS cd="arith1" name="times"/> <OMV name="a"/> <OMS cd="arith1" name="power"/> <OMV name="sigma"/> Links to Reference (RDF) Semantic Markup of the Equation (OpenMath) n c A

14 Entry of parameters for particular condition/material <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:dc=" <rdf:description rdf:about=" <dc:title>creep.norton</dc:title> <dc:description>creep: norton: SUS304</dc:description> <dc:subject>creep.norton</dc:subject> <dc:type>creep_equation</dc:type> Description of this Parameter Set (RDF) <dc:relation> <dc:relation> <dc:relation xmlns=" p p <OMOBJ> <OMA> <OMS cd="fns1" name="domain"/> <OMV name="a"/> <OMF name=" e-38"/> </OMA> <OMA> <OMS cd="fns1" name="domain"/> <OMV name="n"/> <OMF name=" "/> </OMA> Entity of SUS304 defined in Materials Ontology Set of Parameter Values for SUS304 (OpenMath)

15 Materials Ontology 関連する概念とその関係を表した辞書共通する語彙その定義を記述異なるリソースからでもオントロジーの同じ定義を参照することで相互運用が可能

16 式に関わる知識情報の記述 Materials Ontology Material Alloy SUS304 出典実験データ Link Young s Property Modulus Plasticity Equation N power low Link 物性特性式 Plasticity Swift パラメータ Creep Creep Equation Norton Law Blackburn Model Material Ontology のデータ構造 ( 試作 )

17 知識構造の記述特性予測式の選択ルール特性予測式の適法の記述形式ルール記述語 RIF (Requirements Interchange Format) 記述内容適法のルールル ( 材料特性特性式特性式 ) 記述例 ( 特性式の適ノウハウ ) 弾塑性線形塑性体 n 乗硬化則 Ludwik 型 Swift 型クリープ構成式 2 次クリープ Norton 則 1 次, 2 次クリープ Blackburn モデル

18 データ知識構造の検索特性予測式の検索記述法 RDFクエリ語 SPARQL 検索項材料特性特性式パラメーター Materials Ontology の記述ファイル (RDF/XML) のタグと値をテキスト検索材料特性特性式特性式パラメータ記述ファイルへのリンク情報特性式特性式パラメータ記述ファイルへのリンク情報 PREFIX rdf: < PREFIX owl: < / / / PREFIX xsd: < PREFIX rdfs: < SELECT?subject?object WHERE {?subject rdfs:subclassof?object }

19 まとめオープンデータデータパブリッシングなどが材料データにも関わりつつあるデータ中心科学の動きが材料分野にも波及しつつあるが大量のデータを実験で取得することが難しく数値計算や経験式などを連携するためのデータ設計が必要エンジニアリングの分野でも電子的な情報交換の観点からデータフォーマット規格策定の動きがある

RDF-lecture-01_ key

RDF-lecture-01_ key 1 RDF @JST Linked Open Data RDF SPARQL 2016/10/7 . @prefix : .