Διαχείριση Βάσεων Γνώσης Αναιρέσιμης Λογικής Στο Σημασιολογικό Ιστό

Abstract

Η αναιρέσιμη λογική αποτελεί μέλος της οικογένειας των μη-μονότονων λογικών και αντιπροσωπεύει μια προσέγγιση συλλογιστικής με ελλιπείς, μεταβαλλόμενες αλλά και αλληλοσυγκρουόμενες πληροφορίες. Συγκριτικά με τους άλλους τύπους μη-μονότονης λογικής, τα πλεονεκτήματα της αναιρέσιμης λογικής εστιάζονται στην υψηλότερη εκφραστικότητα και στη χαμηλή υπολογιστική πολυπλοκότητα. Παρόλο που η αναιρέσιμη λογική δεν αποτελεί πρόσφατη ιδέα, η ραγδαία εξέλιξη του αναπτυσσόμενου Σημασιολογικού Ιστού την καθιστά πλέον πολύ επίκαιρη, καθώς αποδεικνύεται ιδιαιτέρως χρήσιμη για ένα πλήθος σχετικών εφαρμογών, όπως είναι η συγχώνευση οντολογιών, η διαπραγμάτευση πρακτόρων, τα σενάρια μεσιτείας και, γενικότερα, ένα πλήθος εφαρμογών που αφορούν κανόνες με εξαιρέσεις και εξαγωγή συμπερασμάτων από ανεπαρκή πληροφορία.Από την άλλη πλευρά, η ανάπτυξη εφαρμογών που βασίζονται στην αναιρέσιμη λογική αποτελεί επίπονη διαδικασία, καθώς αυτός ο τύπος λογικής (όπως, βέβαια, και πολλά άλλα είδη λογικών, μονότονων και μη) διαθέτει σύνταξη και σημασιολογία που μπορεί να φανούν δυσνόητες, ιδιαίτερα για τους τελικούς χρήστες. Επιπροσθέτως, η έντονη εναλλαγή ανάμεσα στις διάφορες γλώσσες και τεχνολογίες που εμπλέκονται σε εφαρμογές τέτοιου είδους επιβάλλει τη χρήση ποικιλίας εργαλείων και τεχνολογιών (π.χ. XML, RuleML, γλώσσες οντολογιών, συλλογιστική), γεγονός που αποτελεί επιπλέον επιβαρυντικό παράγοντα.Η παρούσα διατριβή πραγματεύεται τη μελέτη των υπαρχουσών μεθοδολογιών και εφαρμογών για τη διαχείριση βάσεων γνώσης αναιρέσιμης λογικής στο περιβάλλον του Σημασιολογικού Ιστού, καθώς και την έρευνα και ανάπτυξη νέων μεθόδων και τεχνολογιών. Οι νέες μεθοδολογίες και τεχνικές που αναπτύχθηκαν εφαρμόζονται στην ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου συστήματος συμπερασμού σε δεδομένα Σημασιολογικού Ιστού. Βάση του συστήματος αυτού αποτέλεσε το DR-DEVICE, μια μηχανή αναιρέσιμης συλλογιστικής που αναπτύχθηκε στο Εργαστήριο Γλωσσών Προγραμματισμού και Τεχνολογίας Λογισμικού (PLaSE) του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Το πλήρες ενοποιημένο περιβάλλον που αναπτύχθηκε πήρε την ονομασία VDR-DEVICE και αποτελείται από:•Μια εφαρμογή ανάπτυξης και διαχείρισης βάσεων γνώσης αναιρέσιμης λογικής επάνω από οντολογίες RDF Schema, η οποία αναπαριστά τη βάση κανόνων με δενδρική μορφή βασισμένη στην XML. Το λογισμικό χειρίζεται την υπό ανάπτυξη βάση γνώσης σαν ένα δένδρο XML, στο οποίο κάθε κόμβος έχει ξεχωριστή σημασιολογία και αντιμετωπίζεται ανάλογα από τον συντάκτη κανόνων, αποτρέποντας ενδεχόμενα συντακτικά και σημασιολογικά σφάλματα.•Δύο εργαλεία λογισμικού που προσφέρουν βοηθητική λειτουργικότητα αναφορικά με τη δημιουργία οντολογιών RDF/S και την οπτικοποίηση εγγράφων RDF, τα οποία χρησιμοποιούνται από τη μηχανή DR-DEVICE.•Μια εφαρμογή λογισμικού για την ανάπτυξη και οπτικοποίηση βάσεων γνώσης αναιρέσιμης λογικής που βασίζεται στο προτεινόμενο πλαίσιο οπτικής αναπαράστασης στοιχείων αναιρέσιμης λογικής DRVgraph. Η εφαρμογή ενσωματώνει αλγόριθμο οπτικής στρωματοποίησης για την αυτοματοποιημένη τοποθέτηση των στοιχείων μιας βάσης γνώσης αναιρέσιμης λογικής σε έναν γράφο του πλαισίου DRVgraph.•Ένα εργαλείο για την οπτικοποίηση αποδείξεων και βημάτων συμπερασμού κατά την εκτέλεση συνόλων κανόνων αναιρέσιμης λογικής, το οποίο ενσωματώνει μία υβριδική προσέγγιση αναπαράστασης των αποδείξεων που συνδυάζει πλεονεκτήματα από τις κύριες υπάρχουσες προσεγγίσεις αναπαράστασης αποδείξεων.•Μία επέκταση του DR-DEVICE που επιτρέπει εξαγωγή συμπερασμάτων από βάσεις γνώσης τροπικής αναιρέσιμης λογικής.Επίσης, στην παρούσα διατριβή παρουσιάζεται η ενσωμάτωση του DR-DEVICE σαν υπηρεσία αναιρέσιμης συλλογιστικής σε δύο διαφορετικά πολυ-πρακτορικά συστήματα του Σημασιολογικού Ιστού.Σκοπό της διατριβής αποτελεί η συνεισφορά μεθοδολογιών και εργαλείων στα επίπεδα της Λογικής, των Αποδείξεων και των Γραφικών Περιβαλλόντων και Εφαρμογών της αρχιτεκτονικής του Σημασιολογικού Ιστού, ώστε να ενισχυθούν οι υποδομές του τελευταίου και να προσεγγιστεί περισσότερο το όραμα της τελικής πραγματοποίησής του.