Redes semánticas y ontologías

Las redes semánticas y las ontologías representan el conocimiento como colecciones estructuradas de conceptos y las relaciones entre ellos, organizando lo que se sabe sobre un dominio en un grafo o vocabulario formal.

Definition

Una red semántica representa el conocimiento como un grafo cuyos nodos denotan conceptos u objetos y cuyos bordes denotan relaciones como "es-un" y "parte-de"; una ontología es una especificación formal y explícita de los conceptos, relaciones y restricciones compartidos dentro de un dominio.

Scope

Este tema abarca la representación estructurada del conocimiento (basada en redes y marcos): redes semánticas de nodos y enlaces etiquetados, marcos y ranuras, jerarquías de herencia con valores predeterminados, y la noción moderna de una ontología como una especificación formal y compartida de los conceptos y relaciones de un dominio. Aborda cómo se modelan las categorías, los objetos y las taxonomías, y cómo se manejan la herencia y la identidad. La lógica formal subyacente a las ontologías se detalla en el tema de lógicas de descripción, y las incrustaciones aprendidas de entidades pertenecen al subcampo del aprendizaje automático.

Core questions

• ¿Cómo se representan los conceptos, los objetos y sus relaciones como nodos y enlaces?
• ¿Cómo permite la herencia que las subcategorías adquieran y anulen las propiedades de sus padres?
• ¿Qué hace que una ontología sea una especificación compartida y reutilizable de un dominio?
• ¿Cómo se modelan consistentemente las categorías, la identidad y las relaciones parte-todo?

Key concepts

• red semántica
• nodos y relaciones etiquetadas
• relaciones "es-un" y "parte-de"
• marcos y ranuras
• herencia y valores predeterminados
• taxonomía y categorías
• ontología
• grafo de conocimiento

Key theories

Herencia y estructura taxonómica

Organizar los conceptos en jerarquías "es-un" permite que las propiedades se establezcan una vez a un nivel general y sean heredadas por las especializaciones, con subclases capaces de añadir o anular valores predeterminados, lo que proporciona una representación compacta e intuitiva del conocimiento categórico.

Marcos como unidades de conocimiento estructurado

Los marcos de Minsky representan situaciones u objetos estereotipados como conjuntos de ranuras con valores predeterminados, modelando cómo las expectativas previas estructuran la comprensión y proporcionando un precursor de las representaciones orientadas a objetos y ontológicas.

Ontologías como conceptualizaciones compartidas

Una ontología hace explícitos y acordados los conceptos y relaciones de un dominio para que diferentes sistemas y personas puedan compartir y reutilizar el conocimiento, con principios de diseño que enfatizan la claridad, la coherencia y el compromiso mínimo.

Clinical relevance

Las ontologías y las redes semánticas sustentan la Web Semántica, los vocabularios biomédicos y los grafos de conocimiento, los catálogos de productos y la gestión del conocimiento empresarial, proporcionando los vocabularios compartidos que permiten a los sistemas heterogéneos intercambiar y razonar sobre los datos.

History

Las redes semánticas se originaron con el trabajo de Quillian sobre la memoria semántica en la década de 1960, y el memorándum de marcos de Minsky de 1974 dio un gran impulso a la representación estructurada. Las críticas de Brachman a los enlaces informales llevaron a lógicas de descripción formales, y el trabajo de Gruber en la década de 1990 ayudó a establecer las ontologías como artefactos de ingeniería, culminando en los estándares de la Web Semántica.

Key figures

• Marvin Minsky
• Ross Quillian
• Ronald J. Brachman
• Thomas R. Gruber
• John F. Sowa

Seminal works

• minsky1974
• gruber1995
• brachman2004

Frequently asked questions

¿Cuál es la diferencia entre una red semántica y una ontología?

Una red semántica es una representación gráfica de conceptos y relaciones, históricamente a menudo informal. Una ontología es una especificación formal y explícita de una conceptualización compartida, con semántica y restricciones definidas, que está destinada a ser reutilizada en diferentes aplicaciones; las ontologías modernas suelen tener una base lógica.

¿Cómo funciona la herencia en estas representaciones?

Los conceptos se organizan en jerarquías "es-un" de modo que un concepto especializado hereda las propiedades de sus padres más generales. Los valores predeterminados pueden ser anulados en niveles inferiores, lo cual es conveniente pero introduce la necesidad de manejar las excepciones con cuidado, una preocupación que se conecta con el razonamiento no monótono.