Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

35
6 juin 2012 Dernières avancées du développement d’OntoCASE: Michel Héon PhD [email protected] www.cotechnoe.com un dispositif d’ingénierie ontologique fondé sur une élicitation semi-formelle et graphique de la connaissance d’un domaine

description

Dernières avancées du développement d’OntoCASE:. un dispositif d’ingénierie ontologique fondé sur une élicitation semi-formelle et graphique de la connaissance d’un domaine. Michel Héon PhD [email protected] www.cotechnoe.com. Présentation. But - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Page 1: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

6 juin 2012

Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Michel Héon [email protected]

www.cotechnoe.com

un dispositif d’ingénierie ontologique fondé sur une élicitation semi-formelle et graphique

de la connaissance d’un domaine

Page 2: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Présentation

• But– Présenter les derniers développements d’OntoCASE

• Structure– Architecture d’OntoCASE– Cadre conceptuel de l’évolution d’OntoCASE– Problématique– Contexte de recherche– Extension du langage MOT pour soutenir

l’expressivité d’OWL (MOT-O)– Bilan et perspectives

2

Page 3: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Architecture d’OntoCASE

3

Page 4: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Vision d’OntoCASE

• Permettre de formaliser un patrimoine de modèles semi-formels

• Offrir à un non-spécialiste de l’informatique, un moyen de construire une base de connaissances formelle (une ontologie)

• Instrumenter l’outil de modélisation d’un mécanisme de rétroaction qui instruit le modélisateur sur le sens formel de la représentation qu’il construit

• Instrumenter le processus d’ingénierie ontologique afin de :– formaliser un modèle semi-formel graphique– valider l’ontologie de domaine avant son déploiement

4

Page 5: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Description et cas d’usage

5

Page 6: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

OntoCASE

Structure logicielle et technologique

6

OSGi/Eclipse

PDE EMF GMFWTP

Applicatif

Assistant applicatif

Module (Plug-In)

Infrastructure

eLi OntoForm OntoVAL

Jena/Pellet … Jess

TopBraid Composer API-Protégé(OWL-SWRL)

Page 7: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Caractéristiques de MOT comme système de représentation semi-formelle graphique

• Avantages– Permet dans un même diagramme de représenter graphiquement des connaissances

déclaratives, procédurales, stratégiques, factuelles et abstraites– Permet de représenter des modèles:

• Taxonomique et Méronymique (de composition) • De séquence et algorithmique• Ontologique (dans une certaine mesure)• De définition de normes et de contraintes• Et autres

– Offre une grande souplesse d’expression– Favorise le processus d’explicitation de connaissances tacites– La spontanéité n’est pas bloquée par la charge cognitive associée à une formalisation

trop poussée de la pensée– Par rapport à un langage informel, elle fournit un certain guidage représentationnel

(Suthers, 2003) qui structure le processus de modélisation. Le modèle qui en résulte constitue une première itération de formalisation.

• Désavantages:– comporte des ambiguïtés dans la sémantique du langage (polysémie)– les modèles ne peuvent pas être interprétés par un ordinateur

7

Page 8: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Cadre conceptuel d’OntoCASE

8

Page 9: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Degré de formalisme des langages de représentation des connaissances

9

Page 10: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Typologie des connaissances

10

Factuel: se rapporte à une chose de la réalité observable du domaine du discoursAbstrait: se rapporte à l’idée qu’on se fait d’une choseDéclarative: se rapporte au quoi d’une choseProcédurale: se rapporte au comment d’une choseStratégique: se rapporte au qui, pourquoi, quand d’une chose

Page 11: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Expressivité d’un langage et métamodélisation

Linguistique

Langage

Discours concernant un domaine

11

Dans le contexte d’OntoCASE, l’expressivité c’est la capacité que possède un langage à représenter les éléments d’un domaine du discours.

Méta-métamodèle (Niveau M3)

Méta-modèle (Niveau M2)

Modèle (Niveau M0 & M1)

Définit

Définit

Éléments d’exp

ressivité

d’un langa

ge

Page 12: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Processus de transformation d’un modèle

• La transformation c’est:

• Ceci permet de conserver la sémantique (la signification) du modèle d’origine

12

Traduire le contenu d’un modèle d’origine en modèle cible …

Expressivité du langage d’origine

Expressivité du langage cible

… en respectant l’expressivité du langage d’origine dans la notation du

langage cible

Modèle d’origine Modèle cible

Page 13: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Implémentation informatique selon l’architecture conduite par les modèles

13

Linguistique

Langage

Discours concernant

un domaine

Méta-métamodèle (Niveau M3)

Méta-modèle (Niveau M2)

Modèle (Niveau M0 & M1)

Définit

Définit

Page 14: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Problématique

14

Page 15: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Hétérogénéité des types de connaissances

• Comment soutenir l’expressivité de la représentation de connaissances procédurales et stratégiques dans un langage qui ne supporte que la représentation déclarative ?

• En créant une ontologie de l’expressivité de MOT qui peut, en ingénierie ontologique, porter le nom de: core ontology, domain specific ontology, ontologie de représentation de connaissances, méta-ontologie, etc. FOAF, cardv, SKOS sont considérées comme étant des ontologies de cette catégorie.

15

Expressivité du langage d’origine (MOT)

(Déclarative/Procédurale/Stratégique)

Expressivité du langage cible (OWL)

(Déclarative)

Expressivité du langage d’origine (MOT)

(Déclarative/Procédurale/Stratégique)

Expressivité du langage cible (OWL)

(Déclarative)

Ontologie de l’expressivité de MOT

Ontologie cible selon l’expressivité de MOTModèle MOT d’origine

M2

M2

M3

M0&M1

Page 16: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Contexte actuel d’OntoCASE

• L’expressivité de MOT est supportée dans l’espace ontologique par la méta-ontologie MOT.OWL

• Mais…• Certains éléments de l’expressivité d’OWL ne

sont pas supportés par MOT, par ex:– L’expression de restriction– L’expression d’opérateurs logiques comme

l’union, l’intersection ou la différenciation– Etc.

16

Page 17: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Contexte de recherche• But

– Permettre de modéliser une ontologie avec l’ensemble de l’expressivité d’OWL en utilisant le langage MOT

• Que faire ?– Définir des patrons de modélisation MOT pour représenter l’expressivité d’OWL– Rehausser l’expressivité de MOT afin d’inclure les éléments d’expressivité

d’OWL• Objectifs

– Conserver l’expressivité de MOTMOT-O <=> MOT + Ontologie

– Préserver la compatibilité d’eLi avec les modèles précédents (MOT)– Conserver le caractère semi-formel graphique du langage– Respecter le principe d’utilisation d’un nombre restreint d’éléments de

vocabulaire• Question

– Quels sont les éléments d’expressivité à ajouter à MOT pour permettre de modéliser des ontologies de manière graphique et semi-formelle ?

17

Page 18: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Extension du langage MOT pour soutenir l’expressivité d’OWL (MOT-O)

(Les défis)

18

Page 19: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

La grande quantité d’éléments du vocabulaire d’OWL n’ayant aucune correspondance en MOT

Éléments du vocabulaire d’OWL ayant une

correspondance en MOT

Éléments du vocabulaire d’OWL n’ayant pas une correspondance « triviale » en MOT

owl:Classowl:ObjectPropertyrdfs:subClassOfrdfs:subPropertyOfrdfs:domainrdfs:rangerdfs:typeOfprédicatindividu

owl:DatatypePropertyowl:TransitivPropertyowl:SymetricPropertyowl:FunctionalPropertyowl:InverseFunctionalxsd:booleanxsd:stringxsd:integerxsd:floatowl:Restrictionowl:someValuesFromowl:allValuesFromowl:hasValueowl:minCardinality

owl:maxCardinalityowl:cardinalityrdfs:onPropertyowl:intersectionOfowl:unionOfowl:oneOfowl:DataRangeowl:complementOfowl:distinctMembersowl:AllDifferentowl:equivalentClassowl:equivalentPropertyowl:sameAsowl:disjointWithowl:differentFromowl:inverseOf

19

Page 20: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Autres défis

• Représentation:– Des espaces de nommage– D’éléments ontologiques appartenant à un autre

espace de nommage (méta-représentation)• Linguistique

– Faire correspondre l’expressivité d’un langage fondée sur une structure sujet/prédicat/objet (le OWL) à l’expressivité d’un langage fondée sur une structure entité/relation

20

Page 21: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Extension du langage MOT pour soutenir l’expressivité d’OWL (MOT-O)

(Les éléments)

21

Page 22: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Quelques éléments déjà implantés dans OntoCASE-eLi• L’instance (rdf:type) représentée par le lienI• La classe (owl:Class) représentée par le Concept• La propriété (owl:ObjectProperty) représentée par

le Principe• Le domaine (rdfs:domain) et l’image (rdfs:range)

d’une propriété représentés par un lienR• La spécialisation d’une classe (rdfs:subClassOf) et

d’une propriété (rdfs:subPropertyOf) représentée par un LienS

22

Page 23: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Restriction

23

[ a owl:Restriction ; owl:allValuesFrom vin:Winery ; owl:onProperty vin:hasMaker ] .

La restriction est une classe anonyme qui:• associe un prédicat (allValuesFrom, someValuesFrom, hasValue, etc) à

une classe• associe le prédicat onProperty à

une propriétéExemple de représentation en graph et N3

Cette classe anonyme est l’ensemble des instances qui sont associées aux instances de Winery par le prédicat hasMaker

Exemple de représentation en MOT-O

Sémantique en langage naturel

Le conteneur est l’objet graphique qui est utilisé pour agglomérer les éléments

graphiques nécessaires à la représentation d’une restriction

Page 24: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Collection

Le conteneur est aussi utilisé pour représenter une collection

24

:WineDescriptor rdf:type owl:Class ; owl:unionOf ( WineTaste WineColor ) .

Ex: l’union de deux classes

Ex: l’intersection entre une classe et une restriction:WhiteWine rdf:type owl:Class ; owl:intersectionOf ( :Wine [ rdf:type owl:Restriction ; owl:hasValue :White ; owl:onProperty :hasColor ]) .

L’ensemble des instances de WineTaste et de WineColor sont des instances de WineDescriptor

L’ensemble des instances de Wine dont le prédicat hasColor est associé à l’instance White sont des WhiteWine. Ou encore, Le vin blanc est un vin de couleur blanc

Page 25: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Prédicat

• Le lien prédicat est un lien dont le libellé correspond à la définition d’une propriété

25

Dans cet exemple, le lienI en rouge indique qu’il s’agit d’une situation où ce lien est inféré par le moteur d’inférence

Ce ChateauDYquemSauterne qui hasColor white est un Wine

Page 26: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Équivalence

Le lienE est utilisé pour représenter l’équivalence entre deux entités ontologiques

(Classe, individu, propriété)

26

Page 27: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Condition nécessaire et condition nécessaire et suffisante

• Le lien S est utilisé entre une classe et une restriction pour représenter une condition nécessaire

• Le lien E est utilisé entre une classe et une restriction pour représenter une condition nécessaire et suffisante

27

Page 28: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Représentation des niveaux d’abstraction

• Lien I entre connaissances abstraites (rdf:type)

• Stéréotype

• Méta-modèle (Méta-variable et Méta-valeur)

28

Métamodèle de la recette de cuisine

Modèle de domaineFaire un gâteau

Modèle de domaineFaire un pâté Chinois

Page 29: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Extension de l’expressivité ontologique

Les éléments d’expressivité d’OWL sont étendus à la représentation de connaissances procédurales et

stratégiques

29

Mélange de connaissances procédurales, stratégiques et factuelles

Pour rouler légalement en automobile il est nécessaire et suffisant de toujours rouler à

une vitesse permise et posséder un permis de conduire valide

Les membres d’une équipe de hockey se compose de gardiens

de but, d’attaquants, de défenseurs , etc.

L’union de connaissances stratégiques

Page 30: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Bilan et perspectives

30

Page 31: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Différence entre MOT et MOT-O

31

(Paquette 2002)

Page 32: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Différence entre MOT et MOT-O

Destination

Origine

Connaissance abstraite Connaissance factuelle OntologieConcept Procédure Principe Exemple Trace Énoncé Collection Restriction

Concept C, S, I, A, E

I, A, IP I, R I, C IP R C, S, E S, E

Procédure I, A, IP C, P, S, E, I

I, P, R IP I, C, P P, R C, S, E S, E

Principe I, A, R C, R, P, A, I

C, R, S, I, P, E

R C, I, P, R C, I, P, R C, S, E S, E

Exemple IP C, E IP RTrace IP P IP C, P, E C, P, RÉnoncé R P, R P, R R C, P, R C, P, R,

E32

Règles pour appliquer des liens dans MOT-O

L’ajout des nouvelles règles est indiqué en caractère gras

Page 33: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Étapes à venir

• Terminer l’implantation de MOT-O dans eLi 2.0

• Adapter l’ontologie de transformation pour le traitement de l’expressivité d’OWL

• Valider la cohérence de MOT-O sur le terrain

33

Page 34: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

Perspectives d’OntoCASE avec MOT-O

• En gestion des connaissances– Permettrait de représenter les processus, les contraintes, les agents, les

concepts et des notions ontologiques associées à l’organisation– Servirait de langage ontologique neutre pour l’échange de connaissances entre

des intervenants d’horizons académiques variés– Les modèles ontologiques construits graphiquement pourraient être réutilisés par

des systèmes à base de connaissances ou dans le web sémantique– Dans une séance d’élicitation, il permettrait de valider à chaud, devant l’expert, la

sémantique de l’ontologie produite• En représentation de connaissances

– Permettrait de représenter dans une ontologie des connaissances de types autres que déclaratif, notamment, procédural et stratégique

– Permettrait de construire des ontologies formelles à partir d’une représentation semi-formelle et graphique

• En informatique– Permettrait une meilleure représentation des cas d’utilisation tout en maintenant

un pont langagier neutre entre les spécialistes informatiques et les spécialistes du domaine

– Permettrait de représenter graphiquement le contenu d’une ontologie OWL

34

Page 35: Dernières avancées du développement d’OntoCASE:

6 juin 2012

Merci

Michel Héon PhD

[email protected]