Ontologien

Das Transportieren von Bedeutung ist Ziel jeder Kommunikation. Dabei differieren oftmals die gedanklichen Verknüpfungen der verwendeten Worte bei Sender und Empfänger. In Standard-Situationen, wie zum Beispiel beim berqueren einer Fußgängerampel oder in anderen stark reglementierten Abläufen, besteht kaum Klärungsbedarf insichtlich der verwendeten Zeichen oder des verwendeten Vokabulars. Treffen allerdings Sender und Empfänger in einem weniger stark reglementierten oder unterschiedliche interpretierbarem Kontext aufeinander, so müssen zuerst das unterschiedlich verwendete Vokabular und die dahinterstehenden Bedeutungen abgeglichen werden.

Während also mit Hilfe des Resource Description Frameworks (RDF) die Eigenschaften von Ressourcen im World Wide Web in einer maschinenauswertbaren Form beschrieben werden können, und das Resource Description Framework Schema (RDFS) ein zusätzliches Konzept liefert, ein eigenes spezielles Vokabular zu definieren, so liefert das Konzept der Ontologien die Möglichkeit eigenständig lokal definierte Vokabulare gegeneinander abzugleichen.

Der Begriff Ontologie stammt ursprünglich aus der Philosophie und ist dort eine philosophische Grunddisziplin der  allgemeinen Metaphysik oder Lehre vom Sein. Die philosophische Ontologie lässt sich in eine formale und eine materielle Ontologie unterteilen, wobei die materielle Ontologie vom organischen Aufbau der Welt als Gegenstand allgemeiner Klassifizierungen handelt und die Elemente des Seins aufgrund bestimmter Merkmale nach Einzelerscheinungen, Gruppen, Arten und Gattungen ordnet.¹

In der allgemeinen Informatik sind Ontologien kein neues Konzept und es existieren viele verschiedene Definitionen.
Nach dem von Thomas R. Gruber verfassten Artikel “A translation approach to portable ontology specifications” aus der wissenschaftlichen Zeitschrift “Knowledge Acquisition” auf den Seiten 199-200 aus dem Jahr 1993 definiert die allgemeine Informatik Ontologien als “An ontology is an explicit specification of an conceptualization”. Die explizite Spezifikation bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Konzepttyp und die Nebenbedingungen erklärend definiert sind und so eine Verarbeitung durch Maschinen gewährleistet ist. Die Konzeptualisierung bedeutet in diesem Rahmen ein gemeinsames Verständnis eines Anwendungsbereiches, getragen von einer Gruppe von Menschen. Steht also die Ontologie in der klassischen Informatik für ein gemeinsame Begriffsystem, so wird den Ontologien im semantischen Web eine besondere Rolle zuteil, nämlich die Ontologie als Technologie.

Durch die dezentrale Natur des Internets bestehen kaum Einschränkungen hinsichtlich der Formulierung von Vokabularen (RDF-Instanzen) und den damit zusammenhängenden Schemata (RDFS). Im Verlauf der Zeit entstehen somit zwangsläufig unterschiedliche Beschreibungsinseln, die nicht homogene Vokabulare verwenden. Dieses Problem möchte das W3C-Konsortium mit seiner Empfehlung (Recommendation) zur “Ontology Web Language” (OWL) aus dem Jahre 2004 lösen. Dazu werden solche domänenspezifische Vokabulare von Begriffen um die formalisierten Beziehungen zwischen den Begriffen angereichert, wodurch eine Ontologie entsteht, die also im Kern eine formale, maschinell auswertbare Definition der grundlegenden Konzepte eines Wissensgebietes sowie den Beziehungen zwischen den Konzepten darstellt. Dadurch entstehen einige Synergien zwischen verschiedenen Domänen:

  • Es können identische Inhalte aus unterschiedlichen Quellen oder spezieller unterschiedlichen Identifikatoren verknüpft werden. So können beispielsweise spezielle Vokabulare von bereits bestehenden Vokabularen profitieren.
  • Das automatische, logische Erschließen (reasoning) von neuen Zusammenhängen wird ermöglicht. Software Agents ziehen logische Schlüsse aufgrund der in der Ontologie definierten Ableitungsregeln.
  • Software Agents können Grundfunktionalitäten erschließen und zu einem besseren Service zusammenfassen.

Durch diese Brückenschlag zwischen RDF-basierter Identifikation von Ressourcen mittels URIs und der dezentralen Herstellung von Bedeutungszusammenhängen zwischen den Ressourcen mittels Ontologien kann das Problem der isolierten Beschreibungsinseln gelöst werden.²

Bedeutung von Ressourcen kann also eindeutig mittels dem Resource Description Framework (RDF) beschrieben werden, die z.B. für den E-Commerce benötigten domänen-spezifischen Vokabulare können mittels Resource Description Framework Schema (RDFS) definiert und zugänglich gemacht werden und der Abgleich zwischen diesen domänen-spezifischen Vokabularen gelingt über Ontologien. Im nächsten Abschnitt wird kurz auf die spezielle Programmiersprache “Ontology Web Language” (OWL) zur Umsetzung von Ontologien eingegangen.

Weiter geht es mit der Ontology Web Language (OWL).


¹ Brockhaus (Hg.) (1998): Die Enzyklopädie: in 24 Bänden
² Wolfgang Dostal, Mario Jeckle, Werner Kriechbaum (2004): Semantik und Web Services: Vokabulare und Ontologien. In: Java Spektrum, H. 3, S. 51–54.

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