Représentation des connaissances Cours 3. Ontologies

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1 Représentation des connaissances Cours 3. Ontologies Applications Ontologies et recherche d'informations Éditer une ontologie Ontologies et moteurs d'inférence Cartes de thèmes

2 Applications Recherche d'informations Extraction d'informations Systèmes d'information Réutilisation Une ontologie n'est pas toujours destinée à résoudre un problème unique Utilisable pour d'autres tâches : documentation, diagnostic, conception...

3 Systèmes d'information Fournir un support à la communication dans une organisation Exemple Un client demande de faire jouer la garantie La base de données des transactions indique la période de garantie Communication informelle : documents contenant des textes (courriers, rapports, règlements, articles scientifiques...) Communication structurée : bases de données, comptabilité, statistiques, logiciels...

4 Systèmes d'information Classer automatiquement les documents en fonction des concepts qu'ils mentionnent (exemple : par produits) Relier la communication informelle (mots, expressions, termes) et la communication structurée (données, logiciels) : ontologie Ontologie Les termes doivent être ceux que les personnes utilisent quand elles communiquent : plonge, commis plongeur, plongeur(s) de cuisine... Les concepts doivent être ceux que les bases de données et logiciels utilisent

5 Systèmes d'information Si on construit une ontologie, on réfléchit sur les termes employés dans un domaine, sur les concepts du domaine, sur les relations entre concepts, sur les ambiguïtés, sur les différences dans la façon de s'exprimer... Cela facilite : - la documentation sur l'organisation - la formation - le diagnostic des difficultés - la conception de solutions, l'innovation - la gestion de l'organisation

6 Recherche d'informations Augmenter le rappel Requête Document Relation utilisée restaurant brasserie moins général chemise verte chemise kaki moins général barbecue grillade synonyme phyllodendron plante d'appartement plus général (seulement si le rappel est très faible) Extension de requêtes

7 Classes dans une ontologie Une brasserie est un restaurant : classe et sous-classe Hiérarchie de classes ou taxonomie Appartenance à une classe : équivalent à un prédicat à un argument Brasserie(x) Restaurant(x) Brasserie(x) Restaurant(x) êtrekaki(c) êtrevert(c)

8 Éditer une ontologie Protégé Créer un projet cliquer sur l'icône New Project OWL/RDF Files OWL DL - choisir une URL Créer une sous-classe onglet Classes - sélectionner la classe dans la hiérarchie - cliquer sur l'icône Exemples Ascenseurs Tournoi de football

9 Recherche d'informations Augmenter la précision Requêtes longues emploi plongeur professionnel emploi plongeur industriel emploi plongeur loisirs emploi plongeur de cuisine emploi job plongeur emploi commis plongeur emploi plongeur Documents souhaités plongée plongée plongée plonge plonge plonge plongée ou plonge

10 Recherche d'informations Augmenter la précision Requête Document job plongeur plongeur loisirs restaurant, cuisine, hôtel, brasserie, étudiant, serveur... marin, mer, moniteur, brevet, amateur, risque, sportif... Faire intervenir les classes voisines dans l'ontologie pour calculer la pertinence du document

11 Recherche d'informations Classe Classes voisines Relation plongeur de cuisine restaurant, hôtel employé par cuisine travaille dans commis sorte de étudiant, serveur...? moniteur de plongée marin, mer travaille dans moniteur, sportif sorte de brevet a un diplôme amateur, risque...? Les développeurs logiciels ne peuvent pas être spécialistes de tout S'ils n'ont pas de connaissances sur le métier de moniteur de plongée, ils ont besoin de trouver ces connaissances dans une ontologie

12 Recherche d'informations Grouper les pages suivant les sens d'un mot de la requête

13 Recherche d'informations Indexation de bases de textes scientifiques Un article sur un concept précis (l'hémophilie A) est automatiquement relié aux concepts plus généraux (l'hémophilie, les maladies génétiques) Grandes ontologies Médecine : maladies, traitements, organes, symptômes... Biologie : gènes, protéines, espèces, organes, fonctions... Patrimoine culturel : œuvres, auteurs, état de conservation, opérations de restauration...

14 Propriétés dans une ontologie Un plongeur de cuisine est employé par un restaurant Propriété liant la classe plongeur de cuisine et la classe restaurant Prédicat à deux arguments Mathématiquement, relation binaire PlongeurCuisine(p) Restaurant(r) Emploi(r, p) Ensemble de départ, d'arrivée Relation inverse Relation fonctionnelle relation symétrique relation transitive

15 Éditer une ontologie Créer une propriété onglet Properties onglet Object cliquer sur l'icône Créer une propriété éditer le nom de la propriété spécifier les classes de départ et d'arrivée Créer une sous-propriété cliquer sur la propriété cliquer sur l'icône Créer une souspropriété éditer le nom de la sous-propriété Créer la propriété inverse solution 1 : cliquer sur l'icône Créer une nouvelle propriété inverse solution 2 : créer la propriété inverse indépendamment cliquer sur l'icône Spécifier la propriété inverse

16 Extraction d'informations Extraire d'un ou plusieurs documents une donnée Exemple Traitement des opinions et sentiments Trouver des documents qui expriment des opinions sur un thème donné (exemple : les jeux vidéo) Extraire des couples (sous-thème, opinion), exemple : (LFP Manager 10, revu à la hausse) Le projet DoXa ( ) Détection des sous-thèmes dans un domaine donné Utilisation d'ontologies

17 Extraction d'informations Rattacher un sous-thème à un thème Document 1 Niveau graphisme, LFP reste et de très loin la référence avec son moteur de jeu 3D directement importer de Fifa et de son interface très soignée (source : internaute anonyme) Extraction Thème : LFP Manager 10 Sous-thème : graphisme Sous-thème : interface Opinion : admiration Opinion : admiration

18 Extraction d'informations Document 2 ils sont incapables de faire une mise à jour correcte, le jeu en plus d'être à chier, bug toute les 30 secondes, on lance le match et on se retrouve sur le bureau windows (source : internaute anonyme) Extraction Thème : LFP Manager 10 Sous-thème : robustesse Sous-thème : intérêt Opinion : déception Opinion : insatisfaction

19 Extraction d'informations Classe Relation Classe LFP Manager a graphisme a interface a intérêt a robustesse existe en version 10 appartient à genre jeu de sport

20 Extraction d'informations Classe Formes LFP Manager robustesse jeu de sport LFP Manager, LFP robustesse, robuste, fiabilité, fiable jeu de sport, sport Pas de formes dans Protégé

21 Évaluer une ontologie Détecter les incohérences Faire toutes les déductions possibles en utilisant les propriétés, les contraintes, les individus... Utiliser un moteur d'inférence Pellet Le langage OWL DL est décidable

22 Interroger une ontologie Extraire de l'ontologie les informations sur une classe : - super-classes - sous-classes - instances - relations : composants, caractéristiques... L'interrogation invoque un moteur d'inférence

23 Protégé et Pellet Invoquer le moteur d'inférence invoquer Pellet DIG spécifier dans Protégé l'url du moteur : menu OWL>Préférences Vérifier que Protégé trouve le moteur : menu Raisonnement>Inspecteur Vérifier la cohérence trouve les contradictions Compléter la taxonomie calcule les relations d'inclusion et d'équivalence entre classes

24 Contraintes Un match de football est joué par deux équipes Associer une contrainte à une classe onglet Classes sélectionner la classe sélectionner Nécessaires dans Conditions assertées cliquer sur Créer une contrainte remplir la propriété, le quantificateur et la classe cible

25 Cartes de thèmes (topic maps) Réseau de thèmes et de ressources Exemples Thème : le Soleil Ressources : documents, images ou paragraphes sur le Soleil Liens Entre thèmes : associations (le Soleil et la Terre) Entre un thème et une ressource : occurrences (le Soleil et une page web sur le Soleil)

26 Cartes de thèmes

27 Cartes de thèmes Objectif Coder informatiquement des thèmes, sans ambiguïté Les thèmes et liens d'une carte de thèmes peuvent être décrits par une ontologie Norme ISO de représentation des cartes de thèmes