A mesterséges intelligenciával kapcsolatban használt ontológia szó egyáltalán nem egyértelmű, hanem nagyon is vitatott kifejezés. A filozófiában már régóta használják, ott a létezés témáját jelöli. (Sokan összekeverik az episztemológiával, amely a tudásról szól annak főnévi és igei értelmében, azaz a tudás egyszerre tény, az a cselekvés vagy állapot, hogy valamit tudunk, és a szerzett ismeretek összessége, rendszere, azaz valamilyen reprezentáció.)

Az ismeret vagy a tudás megosztása kontextusban az ontológia a fogalomalkotás, fogalom feltérképezés (conceptualization) specifikációját, vagyis konkrét körülírását, megkülönböztetését jelenti. Az ontológia azon fogalmak és viszonyok leírásának fajtája (akárcsak egy program formális specifikációja), amelyek egy ágens vagy egy sor ágens vonatkozásában fennállnak vagy léteznek. Az ontológia ezen meghatározása azzal az ontológia szóhasználattal vág egybe, amely szerint az ontológia egy sor fogalommeghatározás, de annál általánosabb. Gyakorlati célból az ontológiai egy formális szerkezetű szótárban szereplő meghatározások csoportját jelenti.

Ontológiákat a MI területén abból a célból készítenek, hogy lehetővé váljon a tudás megosztása (elosztott tudás létrehozása) és ismételt felhasználása. Ebben az értelemben az ontológia az ontológiai elkötelezettségek, (commitment) vagy értelmezési előírások készítésére használt specifikáció. Az ontológiai értelmezési "elkötelezettség" formális meghatározása a következő:

Gyakorlati szempontból az ontológiai elkötelezettség egy olyan egyezség, hogy egy adott szókincset (szótárat) olyan módon használnak a kutatók (azaz kérdéseket tesznek fel, és válaszolnak meg), amely módszer egy ontológiával meghatározott elmélet tekintetében konzisztens (de nem teljes). Olyan ágenseket építenek, amelyek az ontológiákra támaszkodnak. Azért terveznek ontológiákat, hogy az ágensekkel és az ágensek között a tudás megosztható legyen.

A MI rendszereknél létrehozott közös szókincs (szótár) a közös tudást képviseli vagy reprezentálja. A közös diskurzus domén specifikációjának tartalmát, az osztályok, relációk, funkciók (függvények) és egyéb objektumok meghatározásait nevezik ontológiának. A definíciókat ítélet kalkulus (predicate calculus) formában írják le, ezt azután lefordítják specializált reprezentációkra, köztük keret-alapú rendszerekre és relációs nyelvekre

Példa egy XML-ben leírt ontológiára (részlet)

<ontologies version="Mon Jun 6 00:01:52 2005"> Homework Ontology. Attempt to use CycL predicates and formulas to decsribe corporate pages.

DARPA DAML Program Act Address ArtificialIntelligenceSoftware AutomaticInferenceEngine AutomaticReasoningSystem CommonOntologySoftware Corporation DARPAProject DataFusionProgram EMailAddress ExpertSystems FaxNumber InternetPortal InternetSecurityAssessment InternetSecuritySoftware InternetSoftware PhoneNumber ProductTesting SecureECommerceDevelopment SecureWebSiteDevelopment SecuritySoftwareTesting SemanticMiddleware SituationMonitoringAndAssessmentSoftware Software SoftwareDevelopment SoftwareTesting TeknowledgeSecuritySoftware address businessPartner challengeProblemDeveloper cityOfAddress countryOfAddress endingDate goal integrator numberOfAddress objectActedOn performedBy phoneNumberAreaCode phoneNumberExtension phoneNumberPrefix phoneNumberSuffix postalCodeOfAddress startingDate stateOfAddress streetOfAddress technologyDeveloper https://web.archive.org/web/20050607084228/http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns https://web.archive.org/web/20050607073302/http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema https://web.archive.org/web/20050616084013/http://www.w3.org/2002/07/owl

DAML ontology for homework 1

personal information http://dmoz.org/dmoz5 http://dmoz.org/dmoz6 DARPA DAML Program AnnotatedBulletList Bullet BulletList Company FormDescriptionReference Key Person PersonalInformationForm Project URIList bulletList companies companyID currentEmployerIDs currentProjectIDs description emailAddress employees firstName keyValue lastName personID projectID projects teamMembers title uriList value worksFor worksOn https://web.archive.org/web/20050525030656/http://www.daml.org/2001/03/daml+oil https://web.archive.org/web/20050607084228/http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns

Basic model of a reasearch project.

project schedule tasks product company http://www.dmoz.org/Business/Management/Project_and_Program_Management/

Az ontológia egy formálisan ábrázolt tudás halmaz fogalmi leírásán (conceptualization) alapszik: az objektumok, fogalmak és egyéb entitásokról feltételezik, hogy valamilyen érdeklődési körbe vont területen „léteznek” és köztük viszonyok állnak fenn. A fogalmi leírás (conceptualization) maga pedig annak a világnak, amelyet valamilyen célból reprezentálni szeretnének – elvont, egyszerűsített képe. Minden tudásbázis, tudás alapú rendszer vagy tudás szintű ágens valamilyen fogalmi leíráshoz (fogalomalkotáshoz) (conceptualization) kötődik, akár explicit akár implicit módon Az ontológia e fogalmi leírás (conceptualization) specifikációjának (megkülönböztetésének) explicit formája.

A fogalmat a filozófiából kölcsönözték, ahol az ontológia a létezésről szóló rendszerezett, mégis vitatott beszámolónak számít…

A MI rendszerek szempontjából azt lehet reprezentálni, ami tényleg létezik. Amikor egy domén tudását deklaratív formális eszközökkel lehet reprezentálni, akkor a reprezentálható objektumok halmazát diskurzus univerzumnak nevezik. Ez az objektum halmaz, valamint a köztük lévő relációk egy olyan reprezentációkat tartalmazó szótárban vannak tükrözve, amelynek segítségével a tudást a egy tudás alapú program reprezentálja, megjeleníti. Így a MI keretén belül egy program ontológiáját egy sor reprezentációt tartalmazó fogalom definiálásával írják le. Egy ilyen ontológiában a diskurzus univerzumban található entitások nevének (például osztály, viszony, függvény vagy egyéb objektum) meghatározásait olyan emberileg olvasható szöveggel társítják, amely leírja, hogy mit jelentenek a nevek, valamint olyan formális axiómákkal, amelyek e fogalmak értelmezésnek korlátait és a jól formáltság kritériumait adják meg. Formálisan az ontológia tehát egy logikai elmélet megfogalmazása.

A közös ontológiákat arra használják, hogy egy ágens halmaz ontológiai hovatartozását (commitment) írják le velük, hogy azok egy diskurzus doménről anélkül tudjanak kommunikálni, hogy egy okvetlenül közös elméletnek lennének a részei. Azt mondják, hogy egy ágens akkor kötelezi el magát egy ontológiával, akkor értelmezi annak jelentését, ha annak megfigyelhető akciói az ontológiában található meghatározásokkal konzisztensek.

Az ontológiai elkötelezettség gondolata a tudás-szintű perspektíván alapszik. A tudás szintű perspektíva egy ágens tudása leírásának olyan szintű leírása, amely független az ágensben, az ágens által használt szimbólum szintű reprezentációtól. Az ágenseknek a cselekedeteik megfigyelése révén tulajdonítanak tudást, az ágens akkor „tud” valamit, ha úgy „cselekszik” mintha rendelkezésére állna az az információ, amelyre a racionális cselekvéshez szüksége van azért, hogy elérhesse céljait. Az ágensek cselekedeteit – beleértve a tudás alapú szerverekét és a tudás alapú rendszerekét is, egy „mondd meg és kérdezd meg” funkcionális interfész segítségével lehet látni, ahol a kliens logikai állítások megfogalmazásával és kérdések feltevésével az ágenssel interakcióban áll.

Gyakorlati szempontból egy közös ontológia azt a szótárt adja meg, amelynek segítségével az ágensek egymás között kérdéseket és válaszokat tudnak megfogalmazni. Az ontológiai elkötelezettségek ennek a közös szótárnak koherens és konzisztens használatára vonatkozó megállapodások. A szótárt használó ágensnek nem kell megosztania a tudásbázisát, minden ágens tud olyasmit, amit a másik nem, és egy ontológiát használó ágensnek nem kell tudni a közös szótár segítségével összeállítható minden kérdésre válaszolni. Röviden, a közös ontológia melletti elkötelezettség a konzisztencia garanciája, a teljességé nem, már ami az ontológiában meghatározott szótár segítségével elkészíthető kérdések és állítások teljességét illeti.

Az ontológiákat gyakran összekeverik az osztályok taxonómiai hierarchiájával, és az alárendelő, magában foglaló viszonnyal (subsumption), de az ontológiák nem korlátozódnak csupán ezekre a formákra. Az ontológiák nem korlátozódnak továbbá a konzervatív meghatározás fajtákra sem, vagyis azokra a hagyományos logikai meghatározásokra, amelyek csak terminológiát vezetnek be, és a világról nem adnak új tudást. A fogalomalkotás, leírás (conceptualization) specifikációjához csak az kell, hogy olyan axiómakat fogalmazzunk meg, amelyek a meghatározott fogalmak lehetséges értelmezéseit korlátozzák, behatárolják (kijelölik határait).

Különböző ontológiák

A számítástechnika tudományban, egy ontológia egy doménről szóló kimerítő és szabatos fogalmi séma megfogalmazására irányuló kísérlet eredménye. Egy ontológia tipikusan egy olyan hierarchikus adatszerkezet, amelyben helyet kap az összes odatartozó entitás és azok relációi és a szabályok (például domén ontológia).

Az olyan ontológiát, amely nem kötődik egy konkrét probléma doménhez, de amely általános entitásokat igyekszik leírni alap ontológiának vagy felső ontológiának nevezik. Általában specializáltabb, konkrétabb domén-specifikus sémát kell ahhoz létrehozni, hogy az adatok való világi döntésekhez hasznosak lehessenek.

Típusok A domén ontológia egy specifikus (konkrét) doménhez tartozó ontológia. Az alap ontológia olyan formájú ontológia, amely megpróbál kevésbé konkrét lenni, és ily módon általánosabban alkalmazható. Van benne egy alapszókincs amelynek segítségével minden mást le lehet, és le kell írni a szélesebb doménben. Például a Longman angol szótárban 2000 szó szerepel, ezekkel határozzák meg a leggyakoribb 4000 angol idiómát. Az alap ontológia az informatikában a számítógép programok és felhasználók számára a „velő” ontológiát adja, az befolyásolja az adatok és az események értelmezését.

Mivel a számítógépes reprezentációk bizonyos probléma doméneket csak haloványan képesek megjeleníteni, kidolgozottabb és különlegesebb sémákra van szükség az adatoknak a valós világhoz illeszkedő döntések szempontjából hasznossá tételéhez. Szabványokra van szükség, amelyek ezeket a 'velő' ontológiákat kidolgozzák (például a Dublin Core-t az SGML-ben) és beépítik őket az ’alapokba'.

Tom R. Gruber és R. Studer szerint "az ontológia egy fogalomalkotás explicit és formális specifikációja".

Szemantikus háló Bár az 'ontológia' szakkifejezést igen tágan használják szinte majdnem minden fogalmi osztályozási rendszere, a gyakorló számítástechnikai ontológusok szerint az igazi ontológia, amely a bennefoglalás viszony mellett (jelölése még: 'van', 'altípus' vagy 'alosztály'), az entitásokat még más 'szemantikai viszony' szerint is jellemzi, olyanokkal, amelyek az egyes fogalmak összekapcsolódási módját adják meg.

A bennefoglaláson vagy alárendeltségen (subsumption) kívül a leggyakoribb szemantikai viszony a 'része' reláció. Formális jelölésben ez a viszony (isPartOf Spine Vertebrate) azt jelenti, hogy a 'Spine' (egy konkrét értelemben) a Vertebrate része (vagyis a gerinc a gerincesek része). Az ontológiák fogalmak szerint vannak rendezve, nem szavak szerint, így a gerinc vagy 'spine' fogalom, amely egy könyv gerincére utal, nem maradhat így, hanem 'BookSpine'-ként vagy könyvgerincként kell megjelölni.

Ontológiák használata és haszna

Elterjedt az ontológiák használata a mesterséges intelligencia és tudás reprezentáció szakterületeken. A számítógépes programok számos célra használnak ontológiákat, beleértve az induktív érvelés, osztályozás, különböző problémamegoldás technikák témáját, illetve különböző rendszerek közti kommunikáció segítésére és információ megosztásra.