Operace nad ontologiemi

Je možné, že jedna aplikace používá více ontologií, zejména při využití modulárního návrhu ontologií nebo když potřebujeme integrovat systémy používající jiné ontologie. V takovém případě mohou být zapotřebí některé operace nad ontologiemi, abychom s nimi mohli pracovat. Některé z těchto operací shrneme. Terminologie v této oblasti ještě není ustálená a různí autoři mohou tyto pojmy používat v mírně posunutém významu, takže se mohou překrývat, nicméně všechny tyto operace jsou důležité pro údržbu a integraci ontologií.

• Sloučení ontologií znamená vytvoření nové ontologie propojením existujících ontologií. Obvyklým požadavkem je, aby nová ontologie obsahovala všechny znalosti z původních ontologií, tento požadavek však nemusí být zcela splnitelný, protože původní ontologie spolu nemusí být plně konzistentní. V takovém případě nová ontologie importuje vybrané znalosti z původních ontologií tak, aby byl výsledek konzistentní. Sloučená ontologie může zavádět nové koncepty a relace, které slouží jako most mezi termíny původních ontologií.
• Mapování z jedné ontologie do jiné znamená vyjádření způsobu, jak překládat výroky z jedné ontologie do druhé. Často to znamená překlad mezi koncepty a relacemi. V nejjednodušším případě jde o mapování jednoho konceptu z první ontologie na jeden koncept druhé ontologie. Takové mapování jedna ku jedné však není vždy možné. Při mapování může dojít ke ztrátě některých informací. To je přípustné, mapování však nesmí zavádět žádné nekonzistence.
• Zarovnání je proces mapování mezi ontologiemi v obou směrech, přičemž je možné upravit původní ontologie tak, aby vhodný překlad existoval (tj. bez ztráty informací při mapování). Je tedy možné do ontologií přidat nové koncepty a relace, které vytvoří vhodné ekvivalenty pro mapování. Specifikace zarovnání se nazývá articulation. Zarovnání, stejně jako mapování, může být jen částečné.
• Zpřesnění je mapování z ontologie A do jiné ontologie B tak, že každý koncept ontologie A má ekvivalent v ontologii B, avšak primitivní koncepty ontologie A mohou odpovídat neprimitivním (definovaným) konceptům ontologie B. Zpřesnění definuje částečné uspořádání ontologií.
• Sjednocení znamená zarovnání všech konceptů a relací v ontologiích tak, aby inferenci v jedné ontologii bylo možné mapovat na inferenci v druhé ontologii a naopak. Sjednocení se obvykle provádí jako zpřesnění ontologií v obou směrech.
• Integrace je proces hledání stejných částí dvou různých ontologií A a B při vývoji nové ontologie C, která umožňuje překlad mezi ontologiemi A a B a tím i interoperabilitu mezi dvěma systémy, z nichž jeden používá ontologii A a druhý ontologii B. Nová ontologie C může ontologie A a B nahradit nebo může být použita jako interlingva pro překlad mezi těmito dvěma ontologiemi. V závislosti na rozdílech mezi A a B nemusí být nová ontologie C vůbec zapotřebí a výsledkem integrace může být jen překlad mezi A a B. Jinými slovy, v závislosti na počtu změn mezi ontologiemi A a B během vývoje ontologie C může úroveň integrace sahat od zarovnání až po sjednocení.
• Dědičnost znamená, že ontologie A dědí vše z ontologie B. Dědí všechny koncepty, relace i omezení nebo axiomy a dodatečné znalosti obsažené v ontologii A nezavádějí žádnou nekonzistenci. Tento pojem je důležitý pro modulární návrh ontologií (viz dále), kde horní ontologie popisuje obecné znalosti a nižší aplikační ontologie přidává znalosti potřebné pouze pro konkrétní aplikaci. Dědičnost definuje částečné uspořádání mezi ontologiemi.

Ne všechny tyto operace lze provádět nad všemi ontologiemi. Obecně jde o velmi obtížné úlohy, které zpravidla nelze řešit automaticky -- například kvůli nerozhodnutelnosti při použití velmi expresivních logických jazyků nebo kvůli nedostatečné specifikaci ontologie, která nestačí k nalezení podobností s jinou ontologií. Z těchto důvodů se tyto úlohy obvykle provádějí ručně nebo poloautomaticky, kdy stroj pomáhá hledat možné vztahy mezi prvky různých ontologií, ale konečné potvrzení vztahu je ponecháno na člověku. Člověk se pak rozhoduje na základě popisu prvků ontologie v přirozeném jazyce nebo jen na základě názvů prvků ontologie v přirozeném jazyce a zdravého rozumu.

Příkladem takového nástroje je Chimaera, která pomáhá se slučováním ontologií. Poskytuje návrhy na subsumpci, disjunktnost nebo vztah instance. Tyto návrhy jsou generovány heuristicky a jsou předloženy operátorovi, aby si mohl vybrat, které budou skutečně použity. PROMT nebo systém SMART je podobný systém, který poskytuje návrhy na základě jazykové podobnosti, struktury ontologie a akcí uživatele. Zároveň upozorňuje uživatele na možné důsledky těchto změn.