2016-wi-protege-ex2-owl

Webインテリジェンス論

OWL演習

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

カクテルオントロジーの作成

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

カクテル

(cocktail)

主材料

(primary ingredient)

副材料

(secondary ingredient)

スクリュードライバー

(screwdriver)

ウォッカ

(vodka)

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

(orange juice)

レモンジュース

(lemon juice)

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

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

下位クラス

の作成

兄弟クラス

の作成

クラス

の削除

カクテルオントロジーにおける

プロパティ階層の作成

兄弟プロパティ

の作成

プロパティ

の削除

サブ

プロパティ

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

カクテルオントロジーにおける

プロパティ階層の作成

▪ 材料プロパティ

– 定義域：カクテル

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

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

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

n

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

カクテルオントロジーにおける

クラス公理の作成

owl:Thing

副材料：

オレンジジュース

主材料：ウォッカ

カクテル

スクリュードライバー

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，

カクテルオントロジーにおける

クラス公理の作成

<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>

スクリュードライバークラスの定義

RDF/XML構文

Protégé

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

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 1.3.8.413

▪ 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

ウォッカベースカクテルの定義

▪ 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

主材料がウォッカであるカクテル

ウォッカベースカクテルの分類

分類されない

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

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>

部分公理（必要条件）

<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>

完全公理（必要十分条件）

ウォッカベースカクテルの分類

Reasoner -> HermiT 1.3.8.413

Reasoner -> Start reasoner

メニューを実行

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

アルコール入りカクテルの定義

▪ 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

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

アルコール入りカクテルの分類

Reasoner -> Synchronize reasoner

メニューを実行

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

アルコール入り

カクテル

カクテル

owl:Thing

ノンアルコールカクテル

ノンアルコールカクテルの分類

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

Reasoner -> Synchronize reasoner

メニューを実行

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

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

ノンアルコールカクテルの分類

<rdfs:subClassOf>

<owl:Restriction>

<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>

RDF/XML構文

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

ジュース

アルコール飲料

owl:Thing

ノンアルコールカクテルの分類

ノンアルコールカクテルの分類

Reasoner -> Synchronize reasoner

メニューを実行

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

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

ISBN4-501-54010-9