Ontology Work in Finland: National Semantic Web Infrastructure FinnONTO Prof. Eero Hyvönen Helsinki University of Technology (TKK) and University of Helsinki Semantic Computing Research Group (SeCo) http://www.seco.tkk.fi/
Outline Motivating example: why ontologies? FinnONTO Vision & Ontology System Thesauri vs. ontologies Application case: CultureSampo
Motivating Example Why Ontologies?
Semantic Search Limitations of Non-semantic Web Case MuseumFinland (2002-2004) NBA-H26069-467 :object cup and plate ; :material porcelain ; :creationplace Germany ; :creator Meissen. This metadata cannot answer the following questions: Find all vessels? Find all ceramic products? Find artifacts manufactured in Europe? Does the city of Meissen manufacture ceramics?
Semantic Web Solution: Ontologies NBA-H26069-467 :object cup and plate ; :object_concept object:cup ; :object_concept object:plate ; :material porcelain ; :material_concept object:porcelain ; :creationplace Germany ; :creationplace_concept place:germany ; :creator Meissen :creator_concept actor:meissen. Find all vessels? Find all ceramic products? Find artifacts manufactured in Europe? Does the city of Meissen manufacture ceramics? NBA-H26069-467 place:germany creationlocation_concept object_concept object_concept material_concept... material:porcelain place ontology loc:partof object:cup place:europe place:meissen object:vessel rdfs:subclassof rdfs:subclassof object:plate... object ontology... actor ontology material ontology actor:meissen
A key question: What about the ontologies? Objects Materials Actors Places Times Events Animals Plants Geography Physics Chemistry History...
Kansallinen ontologiajärjestelmä FinnONTO
KOKO-luokkaontologioita Nimi Ontologian ala Pohjana oleva asiasanasto Koko YSO Yleinen suomalainen ontologia Yleinen suomalainen asiasanasto YSA. 20 600 Yleiskäsitteet, monialainen Kansalliskirjasto. http://vesa.lib.helsinki.fi/ MAO Museoalan ontologia Museoalan asiasanasto MASA. Museovirasto 6800 (Leskinen, 1997). AFO Maa- ja metsätalouden ontologia. Agriforest tesaurus. Viikin tiedekirjasto. 5500 Maa ja metsätalous TAO Taideteollisuusalan ontologia Käsi- ja taideteollisuuden asiasanasto (Krogerus et al., 1997) VALO Valokuvausalan ontologia Valokuvakirjallisuuden asiasanasto (Ulla Karttunen). Valokuvaustekniikan asiasanasto. Suomen valokuvataiteen museo. 2600 1900
KOKO ontologian kehittäjän näkokulmasta YSO Leikkaavat ontologiat Yhteisten ekvivalenttien käsitteiden määrä YSO + TAO 1990 YSO + MAO 2330 YSO + VALO 950 MAO + TAO 1190... AFO VALO MAO TAO KOKO...
KOKO sovelluskäyttäjän näkökulmasta
KOKO: yhteisöllinen kokonaisontologia Kehitystyön periaatteita Perustan hyödyntäminen uudelleen eri yhteyksissä Päällekkäisen työn eliminointi ja koordinointi Avoin lähdekoodi kansallisille ydinsisällöille Käytön edistäminen maksuttomuudella Yhteistyöverkoston rakentaminen ja tukeminen Moniarvoisuus ja virheiden sietäminen Minimaalinen ontologinen sitoutuminen
Kansallinen ontologiapalvelu ONKI http://www.yso.fi 1.Ontologian kehittäjät ja julkaisijat - Itsenäiset eri alojen asiantuntijaryhmät - Yhteisöllinen ontologioden peilaus - Versioinnin ja päivitysten tuki 2. Tiedon hakijat ja soveltajat - Merkitysten tunnistus ja valinta - Kyselyiden lavennus - Käsitteiden määritelmät - Ontologioiden jakelu Nokia: Kaupunki vai yritys? 3. Sisällön kuvailijat - Käsitteiden haku ja selaus - Merkitysten tunnistus ja valinta - Tietojen siirto indeksointijärjestelmään - Muut sisällönkuvailupalvelut
Industrial & Public Organization Consortium FinnONTO 2003-2004» 14 funding organizations 2004-2005» 16 funding organizations 2005-2006» 30 funding organizations 2006-2007» 37 funding organizations FinnONTO 2.0 2008-2009» 38 funding organizations 2009-2010» Funding application FinnONTO spin-off-project Semantic UBICOM-services 2010-2011 (17 funding org.)
Antikvaria-ryhmä Thanks
Why Thesauri are Not Enough but Ontologies are Needed
Semanttiset suhteet suomalaisissa asiasanastoissa Suhde englanniksi Suhde suomeksi Merkitys BT Broader term LT Laajempi termi, hierarkkinen suhde, käänteissuhde ST NT Narrower term ST Suppeampi termi, hierarkkinen suhde, käänteissuhde LT RT Related term RT Rinnakkaistermi, assosiatiivinen suhde USE Use KÄYTÄ Ilmaisee suositeltavan synonyymin, käänteisuhde KORVAA UF Used for KORVAA Ilmaisee ei-suositeltavan synonyymin, käänteissuhde KÄYTÄ SN Scope note HUOMAUTUS Luonnehtii termin merkitystä ja käyttöä
A Basic Distinction Thesauri represent concept structures Knowledge organization systems (KOS) Semantic relations between concepts (although concepts refer to the world) Ontologies represent the real world Knowledge representation systems Semantic relations between individuals instantiated from classes
Tesaurusten haasteita Suomalaiset asiasanastot ovat standardin mukaisia, oikein tehtyjä ja arvokkaita sisältökokonaisuuksia Muodostavan esim. FinnONTO-hankkeen ontologisen perustan Niiden hyödyntäminen sovelluksissa on kuitenkin rajoittunutta koska: Monet termit moniselitteisiä eivät sijoitu luokkahierarkioihin Esim. lapset» lapset ikäryhmänä =/= lapset perhesuhteena Esim. maito» Maito eritteenä =/= maito kotieläintuotteena semanttisia sekaannuksia sovelluksissa Osa-kokonaisuus-suhteita ei eroteta luokkasuhteista Halleyn komeetta LT komeetat LT aurinkokunnat LT galaksit esim. termilaajennus hankalaa Hierarkiat ovat frakmentaalisia huono semanttinen linkittyvyys LT suhteet eivät ole transitiivisia päättelyketjut katkeavat meikkipeilit LT peilit LT huonekalut mikroaaltouunit LT uunit LT lämmityslaitteet Asiasanaston sitoutuminen kieleen voimakasta vaikeuttaa monikielisten sovellusten tekoa
Benefits of ontologies 1: More semantics Much more versatile and accurate descriptions possible RDF(S) and OWL recommendations of W3C URI identifiers Different kind of labels Class and property hierarchies Domain and range constraints Relation types (symmetric, transitive, inverse, functional, inverse fuctional) Property inheritance, restrictions Mapping ontologies with each other...
Benefits of ontologies 2: Reasoning more relations Enriching semantics automatically by reasoning rules New semantic relations can created automatically» E.g. mammals RT give milk -> rats RT give milk Changes are updated everywhere automatically» mouse -> mouse RT give milk subclassof mammal RT gives milk rodent RT gives milk subclassof mouse rat RT gives milk
Sanaston semanttinen rikastaminen Ontologian kehittäjät Ontologian soveltajat Semanttiset päättelysäännöt Kehitysontologia Kehitysontologia Semanttisesti rikastettu käyttöontologia
Benefits of ontologies 3: Maintenance and collaboration support Managing consistency Detecting errors Determining effects of changes to other concepts Making multiple vocabularies interoperable Dependencies between separate ontolgies
Benefits of ontologies 4: Application use Semantic interoperability Intelligent applications» Semantic search» Semantic recommendation» Semantic content aggeration» Semantic visualization
Case: CultureSampo - Finnish Culture on the Semantic Web 2.0 http://www.kulttuurisampo.fi/
Cultural Content Compexity: Heterogenous and Interlinked Artifacts Maps Encyclopedia Videos Buildings Narratives Literature Music Cultural sites Biographies Fine arts
Cultural Content Production: Distributed and Independent
Case CultureSampo in a Nutshell Content Providers Semantic Metadata National Ontology Infrastructure
User s perspective
Multi-lingual semantic search
Semantic Recommendations: CultureSampo Video Semantic process description Semantic recommendations Dynamic information about the video scene
Visualizations Idea: Domain-centric Faceted Search + Visualizations of Resuts Beard fashion in Finland through times
Photos of Churces in Finland
Semantic Kalevala Visualizing the narrative structure
How is A. Gallen-Kallela related to Napolean I?
Yhteenveto Ontologioita tarvitaan kahdesta pääsyystä Aineistojen semanttinen yhteentoimivuus Älykkäät web-sovellukset (haku, suosittelu jne.) Ydinontologiat kannattaa kehittää kansallisilla talkoilla (KOKO) Yhteentoimivuutta alusta alkaen Järkevä työnjako Päällekkäisen työn eliminointi Ydinontologiapalvelut kannattaa tarjota keskitetysti (ONKI) Kustannustehokkuus Ajantasaisuus FinnONTO-hankeessa on toteutetaan tälle infrastruktuuria kansallisella tasolla ja demonstroidaan sitä sovelluksissa Tervetuloa ONKI-palvelun käyttäjäksi!
Lisätietoja Yhteenveto suomeksi FinnONTO-ontologiavisiosta Eero Hyvönen: FinnONTO-malli kansallisen semanttisen webin sisältöinfrastruktuurin perustaksi - visio ja sen toteutus. Julkistustilaisuuden esitelmä, TKK, 12.9.2008. http://www.seco.tkk.fi/publications/2008/hyvonen-onkiyleisesitys-2008.pdf Yhteenveto suomeksi Kulttuurisamposta Eero Hyvönen: Kulttuurisampo - suomalainen kulttuuri semanttisessa webissä. Muistiorganisaatioiden ja kansalaisten yhteisöllinen kansallinen julkaisujärjestelmä Julkistustilaisuuden esitelmä, TKK, 25.9.2008. http://www.seco.tkk.fi/publications/2008/hyvonen- Kulttuurisampo-2008.pdf Julkaisuja, prototyyppejä yms. http://www.seco.tkk.fi/