کاربرد های انتولوژی

1- آنتولوژی در فلسفه

آنتولوژی شاخهای از علم فلسفه است که به مطالعه ماهیت هستی وساختار واقعیت می پردازد. آنتولوژی ها طی سالیان متمادی به اشکال گوناگونی همچون طرح هایرده بندی،طبقه بندی وسلسله مراتبی،تزاروس ها،واژگان های کنترل شده،اصطلاح شناسی ها، وحتی واژه نامه ها معنا شده اند. کلمه آنتولوژی در فلسفه به معنای هستی­شناسی ویا علم موجودیت است.در واقع علمی است که درباره‌ی آن‌چه هست، درباره انواع و ساختار شی‌ها، خواص، رخدادها، فرایندها و روابط هر تکه از پهنای واقعیت. فلاسفه غالبا آنتولوژی را به عنوان معادلی برای "متافیزیک" به کار می‌برند و متافیزیک خود اصطلاحی است که شاگردانِ نخستین ارسطو برای اشاره بدان‌چه وی فلسفه‌ی اولی می‌نامید، وضع کرده‌اند.

آنتولوژی به دنبال ایجاد طبقه‌بندی‌هایی قطعی و انحصاری از موجودیت‌ها در تمام حوزه‌های هستی است. آنتولوژی فلسفی به دنبال طبقه‌بندی است: طبقه بندی تمام عالم در ساختاری مفهومی به طوری که هیچ موجودی بیرون از آن قرار نگیرد. آنتولوژی فلسفی مرزهای عالمِ امکان را مشخص می‌سازد: چه چیزهایی در عالم وجود دارد و چه چیزهایی امکان ندارد وجود داشته باشند. آنتولوژی فلسفی همچنین روابط میان موجودیت‌ها را نیز طبقه‌بندی و مرزبندی می‌کند: روابط ممکن میان موجودات چیست و موجودات در قالب چه مقولاتی با یکدیگر ارتباط می‌یابند.

آنتولوژی با کواین (1953) معنای دومی را نیز به خود جذب نمود، که بر طبق آن آنتولوژی با علم رقابت نمی‌کند بلکه خود نظریات علمی را بررسی می‌نماید. به عبارتی دقیق‌تر، فلسفه نظریات علوم طبیعی را بررسی می‌کند، علومی که به زعم کواین بهترین منبع دانش ما درباره‌ی چیستی واقعیت هستند. هدف کواین یافتن آنتولوژی "در" علم است. آنتولوژی برای او، مطالعه تعهدهای آنتولوژیک یا پیش‌فرض‌های مستتر در نظریات علوم طبیعی است: تئوری‌های علوم طبیعی وجود چه موجوداتی را در قالب چه نظام‌های مفهومی‌ای پیش‌فرض گرفته‌اند. مساله تعهد آنتولوژیک در خارج از فلسفه و علوم طبیعی نیز رواج یافته است: دانشمندان انسان‌شناس سیر تحول تعهدات آنتولوژیک قوم‌های مختلف را در فرهنگ‌های متفاوت دنبال نمودند و روان‌شناسان تعهدات افراد و آسیب‌های وارد آمده بر آن را.

2- آنتولوژی در رباتها، وب معنایی و محیط وب

در سال‌های اخیر و در پی پیشرفت در حوزه علوم کامپیوتر و اطلاعات، که فلاسفه بدان کمتر توجه نموده‌اند، اصطلاح "آنتولوژی معنای سومی یافت. این معنای جدید چنین است:

یکی از اصولی که هوش‌مصنوعیِ کلاسیک بر آن بنا شد عبارتست از:آن‌چیزی در دنیای هوش‌مصنوعی وجود دارد که بتوان آن را بازنمود". پس آنتولوژی سیستمی است برای طبقه‌بندی بازنمایی‌ها و قوانین بازنمایی. برای مثال برای طراحی روباتی که قرار است منزل شما را تمیز ‌کند، ابتدا باید آنتولوژی دنیای اتاق را برای وی تهیه کنیم. یعنی نوع اشیائی را که با آن‌ها برخورد خواهد نمود، روابط آن اشیاء بایکدیگر و خواص هر یک را به نحوی صوری و در قالب یک "زبان" مشخص سازیم. این آنتولوژی می‌تواند مشتق شده از یک آنتولوژی سطح بالاتر باشد (یک آنتولوژی در همان سطحی که فلاسفه ادعای تهیه‌ی آن را دارند) و یا مختص به همان اتاق.

ایده اصلی آنتولوژی این است که واقعیت وجود دارد اما تصور ما از واقعیت تاحد زیادی تحت کنترل نقشه برداری ذهن ماست که به منظور درک واقعیت صورت میگیرد.مادامی که این نظریه درست باشد میتوان گفت که اگر قادر باشیم الگویی از این چارچوب های مفهومی(نقشه های ذهنی) ارائه کنیم،سپس میتوانیم آن را مورد پرسش قرار دهیم. از این رو،هوش مصنوعی از آنتولوژی استفاده میکند تا آنجه را که واقعی است برای رایانه نعریف کند.

اصطلاح آنتولوژی اغلب به درک معنایی ویا چارچوب مفهومی دانشی که میان اعضای یک حوزه معین مشترک است،اطلاق شده است.این چارچوب مفهومی ویا آنتولوژی مفهومی می تواند به صورت ساختار مفهومی غیر رسمی یی از آن حوزه با انواع مفاهیم و روابطشان باشد. درحالت دوم روابط به طور نظام مند در زبانی منطقی تعریف شده اند وبیشتر بر اساس رابطه های جنس ونوع یا کل جزء منظم می شوند.

در محیط وب، آنتولوژی فقط چارچوبی مفهومی نیست،بلکه علاوه بر آن ساختار نحوی ومشخصی ست که معانی یک حوزه از دانش را مدل سازی می کند.در واقع چارچوبی مفهومی به زبان ماشین پرداز است .

تعریفی از آنتولوژی که بیشتر استناد می شود،تعریف تام گرویر است.با توجه به مفهوم آنتولوژی در نقش ساز وکاری برای تشخیص ،گروبر آنتولوژی را،تشخیص روشنی از یک مفهوم سازی را توصیف می کند.این تعریف خوشایند،اما ناکامل است به علاوه اینکه خارج از بافت اصلی موضوع قرار گرفته است .گروبر سعی کرده است استفاده خود از مفهوم سازی را یا این تعریف«منظری خلاصه وساده از جهان که ما برای بعضی اهداف می خواهیم ارائه کنیم»محدود کند.نگاهی محدود وجزئی به دنیا که فقط از اشیاء،مفاهیم، موجودیت هایی تشکیل شده که پنداشته وفرض می شوند بنا به تعریف گروبر، آنتولوژی می تواند به مثابه مفهوم سازی ساده وجزئی از جهان تعریف شود که آنگونه که جامعه استفاده کننده می پندارد،مفهوم سازی که برای هدفی واضح ایجاد می شود وبه زبانی رسمی و ماشین پرداز تعریف میشود.

برای درک عملکرد آنتولوژی ها در وب معنایی،تعریف جان سوا مناسب به نظر می رسد.سوا می گوید آنتولوژی دسته بندی از موضوعات یا عناصر موجود در یک حوزه خاص را بررسی می کند وبر اساس آن بررسی، فهرسیت از موضوعات را ارائه می دهد.این فهرست که به تفضظیل،انواع موضوعات وروابط میان آنها را در حوزه مورد بررسی بیان میکند، آنتولوژی نامیده می شود.

3-آنتولوژی در هوش مصنوعی

تحقیق در زمینه آنتولوژی از اوایل دهه 1990،در میان محققان هوش مصنوعی شایع شد و بعدها به حوزههای دیگر از جمله بازیابی اطلاعات،استانداردهای وب،وپایگاه های اطلاعاتی پیوسته نیز راه یافت.

تئوریهای مطرح شده در هوش مصنوعی را به دو بخش عمده می توان تقسیم کرد: تئوریهای مکانیزم و تئوریهای محتوی. آنتولوژیها تئوریهای محتوایی در بارۀ ترتیب اشیاء و روابط ممکن میان اشیاء در یک دامنۀ خاص از دانش هستند.

اگر بخواهیم بطور غیر رسمی راجع به مفهوم آنتولوژی و بخصوص با توجه به نقشی که امروزه در سیستم­هایKnowledge base ایفا میکند توضیح دهیم، میتوان گفت آنتولوژی یک بیان صوری از مفاهیم دانشی یک دامنۀ خاص است که برای سهولت استفاده مجدد و اشتراک بکار گرفته میشود.در مراجع نیز تعاریف مختلفی از آنتولوژی ارانه شده است که در زیر برخی از آنها را میآوریم:

یک آنتولوژی یک فهم مشترک از برخی زمینههای مورد نظر است[Uschold,Gruninger,93]

یک آنتولوژی یک تئوری درباره موجودیتهایی است که میتواند در ذهن یک عامل باهوش وجود داشته باشد[Wielinga and Schreiber 1993]

یک آنتولوژی برای بدنه دانشی که مربوط به یک وظیفه یا دامنۀ خاص است یک طبقهبندی از مفاهیم برای آن وظیفه یا دامنه را توصیف میکند که تفسیر معنایی آن دانش را تعریف میکند[Alberts 1993].

آنتولوژیها توافقهایی در مورد تصورات مشترک هستند[Chandrasekaran 99].تصورات مشترک شامل چارچوب مفهومی برای مدلسازی دانش دامنه؛ پروتکلهای ویژه دامنه برای ارتباط میان عاملهای همکار؛ وتوافق درباره بیان تئوریهای یک دامنه خاص است. در زمینه اشتراک دانش،آنتولوژیها در قالب تعاریفی از واژگان توصیفی مشخص شده­اند.یک مورد خیلی ساده میتواند یک سلسله مراتب گونه باشد که کلاسها وروابط ردهبندی آنها را مشخص می­کندوشماهای پایگاه دادۀ رابطهای نیز میتوانند به صورت آنتولوژی بکار گرفته شوند؛ برای توصیف روابطی که میتوانند در برخی پایگاهدادههای مشترک وجود داشته باشند ونیز محدودیتهای جامعیتی که باید برای آنها حفظ شود[Tom Gruber,1994,SRKB Mailing list].

یک آنتولوژی یک توصیف صریح جزئی از یک تصور است که قابل بین یه صورت یک نقطه نظر meta-leve بر روی یک مجموعه از تئوریهای ممکن دامنه به منظور طراحی پیمانهای وطراحی مجدد از اجزاء سیستم دانش است[Schreiber et al.1995].

گروبر می‌گوید "آن‌چه برای هوش‌مصنوعی وجود دارد، هر آن‌چیزی است که بتوان آن‌ را بازنمود". دو نتیجه بر این اصل مترتب است:

1- تنها موجودیت‌هایی وجود دارند که در سیستم اطلاعاتی بازنمایی شده باشند.

2- آن موجودیت‌ها، تنها صفاتی را خواهند داشت که در آن سیستم بازنمایی گشته باشند.

معنای چنین امری این است که اشیا بازنمایی شده در سیستم (مانند دانشجویان در پایگاه‌داده‌ی دانشگاه) اشیا واقعی (انسان‌های گوشت‌ و خون‌دار) نیستند، بلکه جانشینانِ طبیعت‌زدایی شده‌ای هستند که خصوصیات محدودی را دارا می‌باشند و نسبت به تمام ابعاد و خصوصیاتی که سیستم دلمشغول آنان نیست، به کلی غیرمتعین‌اند (برای مثال آن دانشجویان نه عاشق‌اند و نه غیرعاشق بلکه نسبت به عشق بی‌تفاوت‌اند). در این معنا، آنتولوژی سیستم‌های اطلاعاتی ابدا بر محور اشیا و جهان متمرکز نگشته‌، بلکه بر حول مدل‌های مفهومی، زبانی و یا ذهنی ما می‌چرخد (و به تفسیری سهل‌انگارانه می‌توان گفت که در این آنتولوژی‌ها، اشیا و مفاهیم بایکدیگر خلط گشته‌اند).

این کاربرد جدید و باب روز از "آنتولوژی"، دیری است که جای خود را در بسیاری از چرخه‌های سیستم‌های اطلاعاتی مستحکم گردانده است. در این معنا، آنتولوژی چارچوبی است برای مفهوم‌سازی: دیدگاهی انتزاعی و ساده‌شده‌ای از جهان که ما به کمک آن، جهان را به منظور خاصی بازمی‌نماییم.

آن‌چه در این تعریف اهمیت می‌یابد این نکته است که ما به عنوان ساکنین دنیای سیستم‌های اطلاعاتی، می‌توانیم در پس هر یک از درگیری‌های روزانه (ورزش صبحگاهی، نماز جمعه، دریافت حقوق پایان ماه و یا خرید آخر هفته) نوعی مفهوم‌سازی را پیش‌فرض گیریم. یعنی هر کدام از این اعمال با سیستمی از مفاهیم سروکار دارد که به کمک آن، حوزه‌ای از واقعیت را به اشیا، فرایندها و روابطی، متفاوت از دیگر سیستم‌ها، تقسیم می‌نماییم؛ مفهوم‌سازی‌هایی که غالبا به صورت ضمنی و غیرروشمند صورت می‌گیرند.

اما ما می‌توانیم ابزارهایی را پرورش دهیم تا مفاهیم موجود در هر یک از این فعالیت‌ها را مشخص و واضح گردانند و طبقه‌بندی‌های پنهانی آن را آشکار سازند. حاصل چنین ایضاحی، آنتولوژی در معنای جدید خود می‌باشد.

4- آنتولوژی در سیستمهای اطلاعاتی

آنتولوژی جزء لاینفک سیستم‌های اطلاعاتی است. هر تلاشی در اتوماسیون دنیای جدی بزرگسالان، شبیه‌سازی فرایندها، خلق‌ جهان‌های مجازی، صنعت روباتیک و سایبرنتیک و سیستم‌های اطلاعاتی، مبتنی بر یک آنتولوژی است. در هر یک، فرایندی از این دست صورت خواهد گرفت:

1- آنتولوژی بازنمایی‌های سیستم، بر اساس مفهوم‌سازی‌های کاربران و طراحان آن ایجاد می‌گردد؛ یعنی موجودیت‌های سیستم، خواص هریک و روابط میان آنان تعیین می‌گردند و هر موجودیت در سلسله‌مراتبی از طبقات قرار می‌گیرد.

2- موتور استنتاجی برای کار با آن آنتولوژی ساخته می‌شود.

3- و سرآخر زبانی برای کار با آن آنتولوژی وضع و پیاده‌سازی می‌شود. این زبان می‌تواند سلسله‌ای از کلیک‌های موس و یا مجموعه‌ای از APIها باشد. این زبان، رابط خارجی (interface) آنتولوژی با دیگر سیستم‌هاست.

برای مثال در طراحی عاملی (Agent) که صفحات وب را طبقه‌بندی و جستجو می‌کند، در قدم اول باید موجودیت‌های دنیای وب را مشخص سازیم (مانند سایت، صفحه، عنوان، متن، لینک، کلمات کلیدی) و سپس خصوصیات ممکن هر یک (مانند موضوع، زبان، تاریخ ایجاد) و روابط میان آنان را (مانند مشابهت، عضو یک سایت بودن، لینک گرفتن از) تعیین کنیم. در این مرحله در واقع تعهدات آنتولوژیک عامل را مشخص ساخته‌ایم. در قدم دوم باید قوانین جستجو و حرکت در این آنتولوژی را در قالب یک موتور استنتاج طراحی نماییم و سرآخر رابطی را برای ارتباط با دنیای خارج در اختیار گذاریم (تا فرضا یک موجودیت خارجی بتواند وظیفه‌ای را برای عامل تعریف کند).