Operaciones sobre ontologías
Es posible que una aplicación use múltiples ontologías, especialmente cuando se utiliza diseño modular de ontologías o cuando necesitamos integrar con sistemas que usan otras ontologías. En este caso, pueden ser necesarias algunas operaciones sobre ontologías para poder trabajar con todas ellas. Resumiremos algunas de estas operaciones. La terminología en esta área aún no es estable y diferentes autores pueden usar estos términos con significados ligeramente distintos, por lo que los términos pueden superponerse; sin embargo, todas estas operaciones son importantes para el mantenimiento e integración de ontologías.
- Merge de ontologías significa la creación de una nueva ontología enlazando las ya existentes. El requisito convencional es que la nueva ontología contenga todo el conocimiento de las ontologías originales; sin embargo, este requisito no tiene por qué cumplirse completamente, ya que las ontologías originales pueden no ser totalmente consistentes entre sí. En ese caso, la nueva ontología importa conocimiento seleccionado de las ontologías originales para que el resultado sea consistente. La ontología fusionada puede introducir nuevos conceptos y relaciones que sirvan como puente entre términos de las ontologías originales.
- Mapping de una ontología a otra es la expresión de la forma de traducir declaraciones de una ontología a otra. Con frecuencia significa traducir entre conceptos y relaciones. En el caso más simple, es un mapeo de un concepto de la primera ontología a un concepto de la segunda ontología. No siempre es posible hacer este mapeo uno a uno. En el mapeo puede perderse parte de la información. Esto es permisible; sin embargo, el mapeo no debe introducir ninguna inconsistencia.
- Alignment es un proceso de mapeo entre ontologías en ambas direcciones, en el que es posible modificar las ontologías originales para que exista una traducción adecuada (es decir, sin perder información durante el mapeo). Así, es posible añadir nuevos conceptos y relaciones a las ontologías que formen equivalentes adecuados para el mapeo. La especificación del alignment se llama articulation. El alignment, al igual que el mapping, también puede ser solo parcial.
- Refinement es un mapeo desde la ontología A a otra ontología B, de modo que cada concepto de la ontología A tenga un equivalente en la ontología B; sin embargo, los conceptos primitivos de la ontología A pueden corresponder a conceptos no primitivos (definidos) de la ontología B. El refinement define un orden parcial de las ontologías.
- Unification consiste en alinear todos los conceptos y relaciones de las ontologías para que la inferencia en una ontología pueda mapearse a la inferencia en otra ontología y viceversa. La unification suele hacerse como refinement de ontologías en ambas direcciones.
- Integration es un proceso de búsqueda de las mismas partes de dos ontologías diferentes A y B mientras se desarrolla una nueva ontología C que permite traducir entre las ontologías A y B y, por tanto, permite la interoperabilidad entre dos sistemas, donde uno utiliza la ontología A y el otro utiliza la ontología B. La nueva ontología C puede reemplazar a las ontologías A y B o puede utilizarse como una interlingua para la traducción entre estas dos ontologías. Dependiendo de las diferencias entre A y B, la nueva ontología C puede no ser necesaria y solo la traducción entre A y B ser el resultado de la integración. En otras palabras, dependiendo del número de cambios entre las ontologías A y B durante el desarrollo de la ontología C, el nivel de integración puede ir desde alignment hasta unification.
- Inheritance significa que la ontología A hereda todo de la ontología B. Hereda todos los conceptos, relaciones y restricciones o axiomas, y no se introduce ninguna inconsistencia mediante el conocimiento adicional contenido en la ontología A. Este término es importante para el diseño modular de ontologías (véase más adelante), donde una ontología superior describe conocimiento general y una ontología de aplicación inferior añade el conocimiento necesario solo para la aplicación particular. Inheritance define un orden parcial entre ontologías.
No todas estas operaciones pueden realizarse para todas las ontologías. En general, son tareas muy difíciles que, en general, no pueden resolverse automáticamente, por ejemplo debido a la indecidibilidad cuando se usan lenguajes lógicos muy expresivos o debido a la especificación insuficiente de una ontología, que no es suficiente para encontrar similitudes con otra ontología. Por estas razones, estas tareas suelen realizarse manualmente o de manera semiautomática, donde una máquina ayuda a encontrar posibles relaciones entre elementos de diferentes ontologías, pero la confirmación final de la relación se deja al ser humano. La persona decide entonces basándose en la descripción en lenguaje natural de los elementos de la ontología o decide solo basándose en los nombres en lenguaje natural de los elementos de la ontología y en el sentido común.
Un ejemplo de este tipo de herramienta es Chimaera, que ayuda a fusionar ontologías. Proporciona sugerencias de subsunción, disjunción o relación de instancia. Estas sugerencias se generan heurísticamente y se ofrecen a un operador, para que elija cuáles se utilizarán realmente. El sistema PROMT o SMART es un sistema similar que proporciona sugerencias basadas en similitud lingüística, estructura de la ontología y acciones del usuario. Indica al usuario los posibles efectos de estos cambios.