Progettazione di un’ontologia per il semantic web

Ontologia

L’ontologia è un modello utilizzato per descrivere “una porzione di mondo”, cioè un dominio di conoscenza. Per la formalizzazione di un’area semantica sono utilizzate diverse risorse con caratteristiche differenti: le classi, le proprietà e le relazioni. La particolarità di questo tipo di classificazione è che sia le classi che le proprietà possono essere create ex-novo.
La struttura ontologica è quella maggiormente utilizzata per la classificazione della conoscenza del Web. Probabilmente questo trova in parte giustificazione nelle potenzialità delle ontologie di descrivere in maniera più accurata concetti e relazioni di un dato dominio, dando cos`ı una struttura più organizzata alla complessità dei dati presenti su Internet.

L’ontologia, quindi, descrive il modo in cui diversi concetti vengono combinati in una struttura dati contenente tutte le entità rilevanti e le loro relazioni all’interno di un dominio. I programmi informatici usano le ontologie per una varietà di scopi, tra cui il ragionamento induttivo, la classificazione, ecc.

La classificazione ontologica supera quella tassonomica e quella del thesaurus perchè consente di specificare classi (definite anche come tipi), proprietà, relazioni e istanze. Le istanze sono gli oggetti reali o ideali descritti attraverso un particolare insieme di tipi e di proprietà. Lo scopo dell’ontologia è di rendere le informazioni comprensibili ai programmi senza comprometterne l’intelligibilità agli esseri umani.

Progettazione di un’ontologia

Come appena detto, le ontologie sono utilizzate nel Web Semantico per dare una formalizzazione ai dati presenti su Internet in modo da garantirne l’interoperabilità e la comprensione da parte di applicazioni diverse. Per questo motivo, è necessario un supporto “linguistico-tecnologico” per la descrizione delle entità, delle relazioni e delle proprietà.

La progettazione di una ontologia prevede principalmente la definizione di tutte le risorse che la compongono, siano queste classi, relazioni o istanze, riferite ad un particolare dominio di interesse.
Tipicamente prevede i seguenti passi:

1. Acquisire conoscenza sul dominio che dovrà essere rappresentato. Durante questa fase si devono raccogliere quante più informazioni possibili sul dominio, con l’aiuto di esperti del settore. È fondamentale comprendere i termini formalmente utilizzati per descrivere le entità appartenenti a tale dominio. Dopo la raccolta delle informazioni, si prosegue con la scelta di un linguaggio comune per la descrizione delle entità.
2. Organizzare l’ontologia. Durante questa fase si passa alla definizione delle entità che faranno parte dell’ontologia: bisogna identificare, quindi, quali sono i concetti astratti e quali termini possono essere utilizzati per descriverli al meglio. Da questo scaturisce la definizione delle classi e delle proprietà. Questo passo si suddivide in tre fasi:
   1. Dare una definizione a ciascun termine in linguaggio naturale, ossia definire il flat glossary. I verbi utilizzati si trasformano in processi e i nomi diventano oggetti o attori.
   2. Specializzare i termini definiti nella fase precedente, ossia definire lo
      structured glossary e identificare gli attributi da assegnare ai concetti.
   3. Identificare le relazioni esistenti tra i concetti.
3. Popolare l’ontologia. Questa fase prevede l’aggiunta di concetti e di relazioni per soddisfare i requisiti dell’ontologia. Esistono due approcci differenti per la popolazione di una ontologia: bottom-up e top-down. Nel primo caso si parte da entità particolari del dominio che a mano a mano vengono astratte in concetti generali. Al contrario, nel secondo caso si parte da una generalizzazione che viene specializzata a passi successivi. Esiste anche un terzo tipo di approccio che prevede una combinazione tra i due metodi. In questa fase vengono formalizzate anche le relazioni, definendone ad esempio il range ed il dominio, la cardinalità, ecc.
4. Controllare la consistenza dell’ontologia, cioè evitare la presenza di informazioni che siano discordanti tra loro in senso logico.
5. Definire le risorse tenendo in considerazione le ontologie già esistenti, riutilizzando le risorse che sono già definite in altre ontologie.
6. Sottoporre l’ontologia ad una verifica da parte degli esperti di dominio.